Kaj je industrijski internet stvari?

Industrijski internet stvari (IIoT) se nanaša na med seboj povezane senzorje, krmilnike in druge naprave. Z močnim poudarkom na komunikaciji stroj-stroj (M2M), velikih podatkih in strojnem učenju. IIoT omogoča industrijam in podjetjem večjo učinkovitost in zanesljivost pri delovanju. IIoT zajema industrijske aplikacije, vključno z robotiko, medicinskimi napravami in programsko definiranimi proizvodnimi procesi.

Kakšna je razlika med IIoT in IoT?

Internet stvari je B2C (business-to-consumer), industrijski internet stvari pa B2B (business-to-business). njegov poudarek je na izboljšanju niza industrijskih procesov, medtem ko se IoT ukvarja predvsem s povečanjem udobja za potrošnike. Če natančno pogledamo, kako vsak doseže svoj cilj, lahko dobimo več podrobnosti o tem, v čem se razlikujejo.

Sposobnost

Tako IIoT kot IoT uporabljata povezane naprave, pametne senzorje in brezžične naprave ter sta povezana z internetom, programsko opremo in strežniki za računalništvo v oblaku, vendar ima aplikacija velike razlike. IoT je na splošno preprosta, vsakodnevna domača opravila. Na primer, varnostna kamera pošlje video na nadzorno platformo, ko zazna neznan obraz. IIoT izvaja visoko tehnične naloge z večjim poudarkom na natančnosti, interoperabilnosti in zanesljivosti. Na primer, sistemi IIoT pomagajo organizacijam slediti njihovim sredstvom z uporabo oznak RFID kot identifikatorjev sredstev. Identifikatorji so povezani s podatki o sredstvu – kot so njegova serijska številka, model, cena in področje uporabe – vsi pa so shranjeni v oblaku.

Zanesljivost

Industrijska internetna omrežja podpirajo na tisoče strojev, krmilnikov, robotov in druge opreme z več končnimi točkami, razporejenimi na tisoče kilometrov. Tako je v IIoT malo tolerance za okvaro katerega koli sistema.

Varnost

Kar zadeva internet in oblak, je Ethernet prevladujoča žična omrežna tehnologija z razširjenimi zmogljivostmi uvajanja IoT/IIoT. IoT sistemi se ukvarjajo predvsem z zasebnostjo uporabnikov. Veliko potrošniških naprav IoT nima močne preventivne varnostne obrambe, zaradi česar so izpostavljene vdorom in razširjenim napadom prek botnetov. Za ohranitev zanesljivosti mora biti industrijska varnost trdna. Nobena nepooblaščena oseba ne sme imeti možnosti vdora v industrijske procese. Energetsko omrežje, ki je izpadlo zaradi izkoriščanja interneta stvari, lahko na primer ogrozi vse, od osebne varnosti do gospodarstva in nacionalne varnosti. Tako je podvržen večjim predpisom o skladnosti, prepoznavnosti in splošnemu tveganju.

Terminalne naprave

Na primer, v potrošniškem IoT sistemu vhodi segajo od domačih varnostnih sistemov in nosljivih naprav do pametnih kuhinjskih aparatov. Medtem ko so mobilne naprave del sistemov IIoT, verjetne končne točke vključujejo industrijska orodja, kot so merilniki pretoka, krmilniki tlaka in okoljski detektorji.

Bistvo industrijskega interneta stvari

Ethernet je definiran z IEEE standard 802.3 in določa fizični sloj in sloj podatkovne povezave omrežne funkcionalnosti. Po drugi strani, TCP / IP je nabor protokolov, ki se uporablja na vrhu sloja podatkovne povezave Ethernet, ki omogoča komunikacijo prek Etherneta. Poleg tega je TCP protokol za nadzor transporta, ki zagotavlja, da so paketi podatkov dostavljeni v celoti in brez napak. IP je internetni protokol, ki usmerja podatkovne pakete na podlagi njihovega naslova IP.

Industrijski Ethernet

Industrijski Ethernet se nanaša na nabor protokolov, ki temeljijo na standardni strojni opremi Ethernet (plasti fizične in podatkovne povezave) in internetnih protokolih (plasti omrežja in transporta), skupaj z lastniško plastjo aplikacij. Protokol aplikacijskega sloja zagotavlja, da se pravilni podatki prenašajo in sprejemajo, kadar in kjer so potrebni za določeno operacijo.

Prvič, protokoli Industrial Ethernet uporabljajo enega od treh pristopov za zagotavljanje determinizma s strukturo, ki temelji na Ethernetu. Prva takšna arhitektura - znana kot standardna programska oprema/standardni ethernet - uporablja standardni ethernet s protokolom TCP/IP, vendar z mehanizmi, vgrajenimi v zgornji (aplikacijski) sloj, ki omogočajo komunikacijo v realnem času. Ethernet/IP temelji na tej arhitekturi.

Druga arhitektura – Open Software/Standard Ethernet – uporablja standardne plasti Ethernet z novimi (standardnimi) protokoli, ki upravljajo dostop do omrežja in sinhronizirajo podatke, poslane iz vsakega vozlišča (naprave), da zagotovijo, da so prednostni podatki poslani prvi. Podobno Ethernet POWERLINK uporablja to arhitekturo.

Tretja arhitektura, ki jo uporabljajo protokoli Industrial Ethernet – Open Software/Modified Ethernet – temelji na standardni strojni opremi Ethernet, vendar uporablja nove protokole in dodatno, komplementarno strojno opremo za zagotavljanje determinizma. EtherCAT, Modbus TCP, SERCOS III in PROFINET IRT uporabljajo to arhitekturo, vendar z drugačno strojno opremo in transportnimi mehanizmi.

Poleg teh arhitekturnih sprememb industrijski Ethernet pogosto zahteva bolj robustno strojno opremo, kot so kabli in priključki, kot standardni Ethernet, ki se uporablja za vzdržljivost težkih okoljskih pogojev v večini industrijskih okolij. Številne aplikacije industrijskega etherneta zahtevajo tudi skrbno zaščito, ozemljitev in filtriranje za obvladovanje elektromagnetnih motenj (EMI ali hrup), ki so pogoste v tovarniških nastavitvah.

Tabela 1. Organizacije industrijskega Etherneta