Wat is het industriële internet der dingen?

Het Industrial Internet of Things (IIoT) verwijst naar onderling verbonden sensoren, controllers en andere apparaten. Met een sterke focus op machine-to-machine (M2M) communicatie, big data en machine learning. Het IIoT stelt industrieën en ondernemingen in staat om hun activiteiten efficiënter en betrouwbaarder te maken. Het IIoT omvat industriële toepassingen, waaronder robotica, medische apparaten en softwaregedefinieerde productieprocessen.

Wat is het verschil tussen IIoT en IoT?

Het internet der dingen is B2C (business-to-consumer) en het industriële internet der dingen is B2B (business-to-business). de focus ligt op het verbeteren van een scala aan industriële processen, terwijl IoT zich vooral bezighoudt met het vergroten van het consumentengemak. Door goed te kijken hoe elk zijn doel bereikt, kunnen we meer details krijgen over hoe ze verschillen.

Bekwaamheid

Zowel IIoT als IoT maken gebruik van verbonden apparaten, slimme sensoren en draadloze apparaten en werken samen met internet, software en cloud computing-servers, maar de toepassing heeft grote verschillen. IoT bestaat over het algemeen uit eenvoudige, dagelijkse huishoudelijke taken. Een beveiligingscamera stuurt bijvoorbeeld video naar het bewakingsplatform wanneer deze een onbekend gezicht detecteert. IIoT voert zeer technische taken uit met een sterkere nadruk op precisie, interoperabiliteit en betrouwbaarheid. IIoT-systemen helpen organisaties bijvoorbeeld bij het volgen van hun activa met behulp van RFID-tags als activa-ID's. De identificatoren zijn gekoppeld aan gegevens over het activum, zoals het serienummer, het model, de kosten en het gebruiksgebied, die allemaal in de cloud worden opgeslagen.

Betrouwbaarheid

Industriële internetnetwerken ondersteunen duizenden machines, controllers, robots en andere apparatuur met meerdere eindpunten verspreid over duizenden kilometers. Er is dus weinig tolerantie in IIoT voor het falen van een systeem.

Security

Met betrekking tot het internet en de cloud is Ethernet de dominante bekabelde netwerktechnologie met uitgebreide mogelijkheden voor IoT/IIoT-implementatie. IoT-systemen houden zich in de eerste plaats bezig met de privacy van gebruikers. Veel IoT-apparaten voor consumenten hebben geen robuuste preventieve beveiligingsmaatregelen, waardoor ze vatbaar zijn voor hacks en wijdverbreide aanvallen via botnets. Industriële beveiliging moet ijzersterk zijn om de betrouwbaarheid te behouden. Geen onbevoegde personen mogen industriële processen kunnen hacken. Een energienet dat bijvoorbeeld wordt uitgeschakeld via een IIoT-exploit, kan alles in gevaar brengen, van persoonlijke veiligheid tot de economie en de nationale veiligheid. Het is dus onderworpen aan meer nalevingsvoorschriften, zichtbaarheid en algemeen risico.

Eindapparaten

In een IoT-systeem voor consumenten variëren de inputs bijvoorbeeld van huisbeveiligingssystemen en draagbare apparaten tot slimme keukenapparatuur. Hoewel mobiele apparaten deel uitmaken van IIoT-systemen, omvatten waarschijnlijke eindpunten industriële tools zoals flowmeters, drukregelaars en omgevingsdetectoren.

De essentie van het industriële internet der dingen

Ethernet wordt gedefinieerd door de IEEE-standaard 802.3 en specificeert de fysieke en datalinklagen van de netwerkfunctionaliteit. Aan de andere kant, TCP / IP is een reeks protocollen die bovenop de Ethernet-datalinklaag wordt gebruikt en die communicatie via Ethernet mogelijk maakt. Bovendien is TCP het transportcontroleprotocol, dat ervoor zorgt dat datapakketten volledig en foutloos worden afgeleverd. IP is het internetprotocol dat datapakketten routeert op basis van hun IP-adres.

Industrial Ethernet

Industrial Ethernet verwijst naar een reeks protocollen gebaseerd op de standaard Ethernet-hardware (de fysieke en datalinklagen) en internetprotocollen (netwerk- en transportlagen), samen met een eigen applicatielaag. Het applicatielaagprotocol zorgt ervoor dat de juiste gegevens worden verzonden en ontvangen wanneer en waar deze nodig zijn voor een specifieke bewerking.

Ten eerste hanteren industriële Ethernet-protocollen een van de drie benaderingen om determinisme te bieden met een op Ethernet gebaseerde structuur. De eerste dergelijke architectuur - bekend als Standard Software/Standard Ethernet - gebruikt standaard Ethernet met het TCP/IP-protocol, maar met mechanismen ingebouwd in de bovenste (applicatie)laag om real-time communicatie mogelijk te maken. Ethernet/IP is gebaseerd op deze architectuur.

Een andere architectuur - Open Software/Standard Ethernet - maakt gebruik van standaard Ethernet-lagen met nieuwe (standaard)protocollen die de toegang tot het netwerk beheren en de gegevens synchroniseren die vanaf elk knooppunt (apparaat) worden verzonden om ervoor te zorgen dat prioriteitsgegevens als eerste worden verzonden. Evenzo gebruikt Ethernet POWERLINK deze architectuur.

De derde architectuur die wordt gebruikt door industriële Ethernet-protocollen — Open Software/Modified Ethernet — is gebaseerd op standaard Ethernet-hardware, maar gebruikt nieuwe protocollen en aanvullende, aanvullende hardware om determinisme te waarborgen. EtherCAT, Modbus TCP, SERCOS III en PROFINET IRT gebruiken deze architectuur, maar met verschillende hardware en transportmechanismen.

Naast deze architectonische aanpassingen vereist industrieel ethernet vaak meer robuuste hardware, zoals kabels en connectoren, dan standaard ethernet dat wordt gebruikt om de zware omgevingsomstandigheden in de meeste industriële omgevingen te weerstaan. Veel Industrial Ethernet-toepassingen vereisen ook zorgvuldige afscherming, aarding en filtering om elektromagnetische interferentie (EMI of ruis) aan te kunnen die veel voorkomt in fabrieksinstellingen.

Tabel 1. Industrial Ethernet-organisaties