关键基础设施和工业数字化转型中的工业网关

物联网革命以前所未有的方式实现了传感器和系统的自动化和监控——不仅规模更大,而且地理覆盖范围更广。它的工业物联网 (IIoT) 风格影响着传统的公用事业和垂直行业。整个关键基础设施领域,从电力、天然气和供水公用事业到智慧城市和交通系统,现在都在以相当强大的新能力进行自己的数字化转型。

关键基础设施和工业数字化转型中的工业网关

星创易联工业网关

此表试图列出与这些领域中的每一个相关的许多类型的物联网“事物”中的一些。如您所见,它们在功能和用途上完全不同,需要非常不同的解决方案来满足其特定需求。尽管存在巨大差异,但它们有一些共同点。

例如,它们都加速采用以工业网关为中心的物联网、边缘计算和自动化。他们都逐渐迁移到云端,以受益于它提供的更高效率和可扩展性,并且都越来越多地使用大数据和分析。

他们还分享了对物联网时代网络安全威胁的更高认识。总体而言,新技术进步和开放标准正在改变整个供应链,降低成本并缩短推出时间。同样重要的是要注意,这种现代 IT 范例(云、MQTT 和边缘计算)不仅可以用于新的工业物联网部署,还可以用于增强现有的遗留系统。以下是对最终影响您选择 IIoT 网关的关键要素的回顾。

以下是这些实体的典型表示:

关键基础设施和工业数字化转型中的工业网关

展开全文

在左侧,我们看到了工业过程中使用的机械类型。这些设备的一些例子是泵、重合闸、负载断路器、闭路电视摄像机、交通监控单元和仪表集中器。它们通常是无人驾驶的,需要远程控制。向右移动,我们看到传感器将机器运行数据发送给远程操作员。该信息通过运营技术 (OT) 网络传送到控制室(位于图表的最右侧)。它可以帮助操作员决定需要对流程进行哪些修改(如果有的话)。他们实际上是通过一个中央程序(HMI 或人机界面)来完成这项工作的,该程序汇总来自现场的数据并启用远程干预。为了帮助操作员完成任务,

PLC 可以读取和解释传感器。它激活和监控分布在数百、数千甚至数万个远程位置的机器。所有这些实体进行通信的语言称为 SCADA——监督控制和数据采集。SCADA 实际上已经成为整个 ICS 领域的代名词。取决于行业、地理和其他因素,有多种 SCADA 风格。DNP3 和 IEC-104 是已成为标准的 SCADA 协议的两个示例。PLC 类型也多种多样,从纳米和微型 PLC 到中型和大型 PLC。

关键基础设施和工业数字化转型中的工业网关

星创易联网关

这种设置并不新鲜,实际上已经存在了几十年。自动化水平的提高和物联网清楚地反映了这一点,这意味着有更多的设备(“事物”)需要控制。这也意味着需要新的、更有效的方法来快速部署更好的 ICS 系统,以更高效的操作和更低的成本。换句话说,需要物联网 PLC(有时称为 PLC IoT)和物联网 SCADA。

后者,即 IoT SCADA,是通过 MQ 遥测传输或 MQTT 实现的。这种源自老牌 IBM MQ 系列的 M2M/IoT 连接协议实际上是新的 SCADA 基础架构。MQTT IoT 组合被认为是天作之合,因为 MQTT 具有轻量级的发布/订阅消息格式,并且即使在 PLC 和控制室之间存在链路中断或延迟问题时也能正常工作。许多主要的云 IoT 平台——Microsoft Azure、AWS IoT Core、IBM Watson、Google CloudIoT 和 PTC Thingworx——都在使用 MQTT 来启用基于云的现代 IoT 仪表板来取代传统的 HMI 架构。

关键基础设施和工业数字化转型中的工业网关

由于周围仍有大量传统 SCADA RTU,因此只有部分网络切换到更新技术的混合 IoT 项目非常普遍。在这种情况下,我们会看到这些设备使用的旧 SCADA 协议映射到 MQTT,这样它们就不会被排除在 IoT 仪表板之外。

这些基于云的仪表板对于物联网决策者至关重要。由于数字化转型核心的关键目的是通过快速做出明智的决策来提高效率,因此任何 IIoT 解决方案都必须包含一个工具,该工具将在目标关键绩效指标 (KPI)、错误变化的背景下显示网络状态等。在下面的 IoT 仪表板中,我们可以看到通常会显示哪些关键信息,在本例中为电网。有一张显示电力变压器位置的地理地图、变压器警报的时间趋势及其原因、活动变压器警报和可能存在性能问题的变压器的状态指示、历史视图以及需要解决的活动警报列表.

关键基础设施和工业数字化转型中的工业网关

发表评论