Ugradnja WiFi pametnih prekidača u industrijske SCADA sustave

P: Kako integrirati WiFi pametne prekidače u postojeće SCADA sustave za modernu automatizaciju tvornice?

Odgovor:

Mnoge postojeće tvornice rade na tradicionalnoj, žičanoj automatizacijskoj infrastrukturi. Ti su stari sustavi u velikoj mjeri ovisili o programiranim logičkim kontrolorima (PLC) i nadzornom kontroli i nabavci podataka (SCADA) koji komuniciraju preko industrijskih mreža poput Modbus TCP, EtherNet / IP ili Profinet. Iako su ovi žični sustavi iznimno robusni, njihovo proširenje na moderni nadzor, daljinsko nadvlačenje i lokalizirano praćenje energije može biti vrlo skupo i složeno. Kako bi se prevazišle te prepreke, inženjeri automatizacije sve više prihvaćaju DIN-ovčje WiFi pametne prekidače. U skladu s člankom 3. stavkom 2. stavkom 2. Međutim, budući da su WiFi pametni prekidači u osnovi IoT uređaji koji često komuniciraju putem protokola orijentiranih na oblak (kao što su MQTT ili HTTP API-ji), njihova integracija u lokalne SCADA platforme zahtijeva prekid jaz između bežičnih IT mreža i industrijskih OT mreža. Ovaj vodič za B2B opisuje arhitekturu sustava, metodologije integracije, korake konfiguracije i sigurnosne protokole potrebne za besprekorno integraciju WiFi pametnih prekidača u vaš postojeći SCADA sustav.

Izazov integracije: Smanjenje razlike između IT-a i OT-a

Za uspješnu kombinaciju WiFi pametnih prekidača s tradicionalnim SCADA mrežama, morate razumjeti različite komunikacijske arhitekture IT i OT sustava:

• U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, "svi korisnici" znači korisnici koji su u skladu s člankom 3. točkom (a) ovog članka. Obično koriste lagane protokole objavljivanja-pristupanja poput MQTT-a ili protokole zahtjeva-odziva poput HTTP JSON API-ja za izvješćivanje o statusu, mjerenjima snage i prihvaćanje komande kontrole.
  
• OT i SCADA domena: Industrijski SCADA i PLC sustavi rade na visoko determinističkim, žičnim lokalnim mrežama. Oni se oslanjaju na protokole zasnovane na anketi kao što je Modbus TCP, gdje SCADA master redovito upita određene registerove memorije na robovskim uređajima kako bi pročitao podatke senzora i napisao komande za kontrolu.
  

Da bi WiFi prekidač radio unutar SCADA sustava, moramo uspostaviti protokola koji čita podatke MQTT ili HTTP u JSON formatu WiFi prekidača i mape te vrijednosti izravno u standardne Modbus TCP registre koje SCADA sustav može razumjeti.

Tri zajedničke integracijske metodologije

Ovisno o postojećoj hardvernoj i softverskoj arhitekturi vaše tvornice, možete koristiti jednu od tri pouzdane metode integracije:

• Metod 1: Local API integracija (LAN režim): Vrlo se preporučuje odabir WiFi pametnih prekidača, kao što su modeli DAQCN, koji podržavaju kontrolu Local LAN API. LAN režim vam omogućuje da potpuno zaobiđete javni internet i cloud servere. SCADA server može poslati lokalne HTTP POST zahtjeve izravno na lokalnu IP adresu prekidača da prebaci relej , i analizirati dolazni JSON odgovor za izvlačenje podataka o naponu, struji i potrošnji energije u stvarnom vremenu. Ovaj lokalni pristup minimizira zakasnjenje i osigurava da sustav ostane operativan čak i ako se internetna veza tvornice prekine.
  
• Metoda 2: MQTT Broker Bridge: U ovoj arhitekturi na SCADA poslužitelju je instaliran lokalni MQTT Broker (kao što je Mosquitto). WiFi pametni prekidači su konfigurirani da se povežu s ovim lokalnim posrednikom. Sprovodnici redovito objavljuju svoje podatke o telemetriji na određenu temu i pretplaćuju se na komandu. Softverski portal (kao što je Node-RED) djeluje kao most. On se pretplaćuje na MQTT teme, izvlači podatke o telemetriji i mape te vrijednosti u lokalni Modbus TCP server, koji SCADA master bira.
  
• Metod 3: Industrijske IoT kapije: Za objekte koji preferiraju samo hardverska rješenja, fizičke industrijske IoT kapije mogu djelovati kao prevoditelj. Ovi robusni, DIN-rail-montirani prolaz imaju ugrađene upravljačke programe koji se povezuju s WiFi-interfejsima ili MQTT posrednicima s jedne strane, a na drugoj se predstavljaju kao standardni Modbus TCP ili OPC UA poslužitelji.
  

U skladu s člankom 21. stavkom 2.

Slijedite ovaj strukturirani inženjerski postupak za razmještanje i integraciju WiFi pametnih prekidača:

1. za Instalirajte hardver: montirajte DAQCN WiFi pametne prekidače na standardne DIN šine unutar vaših električnih ormarića. Povežite ulaz prekidača na kontrolu prekidač i izlazne konzole na svjetla ili kontaktore koje želite pratiti.
2. - Što? Za pouzdanost i sigurnost, uspostavite poseban, siguran industrijski WiFi SSID odvojen od javne uredske mreže (koristeći VLAN označavanje). Koristite besplatne pristupne točke za osiguravanje punog pokrića.
3. Slijedi sljedeće: Pridružite statičke IP adrese: Konfigurirajte svaki WiFi pametni prekidač sa statičnom IP adresom ili povežite njihove MAC adrese u tablicu rezervacije DHCP-a vašeg rutera. To osigurava da protokola prevoditelj ili SCADA sustav uvijek zna točnu mrežnu lokaciju svakog uređaja.
4. - Što? Uređivanje protokola prevoditelja (upotreba Node-RED kao primjer): Instalirati Node-RED na SCADA poslužitelju. Uređivanje HTTP ili MQTT ulaznog čvora za primanje podataka iz DAQCN WiFi prekidača. Dodajte JSON čvor za analizu za ekstrakciju pojedinačnih parametara. U slučaju da je to moguće, korisnik će moći koristiti sljedeće funkcije:
- Pet. Karta registra u SCADA softveru: Otvorite SCADA softver (kao što su Ignition ili Wonderware). Dodajte novi upravljački program za Modbus TCP uređaje, koji ukazuje na IP adresu Node-RED prevoditelja. Stvorite oznake koje se povezuju izravno s mapiranim Modbus registrima. Dizajnirati korisnički prihvatljivu kontrolnu ploču koja prikazuje trenutne grafikone i aktivna stanja u stvarnom vremenu.
6. - Što? Oštro očuvanje sigurnosti: Implementacija vatrogasnih zidova kako bi se ograničio mrežni segment WiFi prekidača, omogućavajući im komunikaciju samo s lokalnim MQTT posrednikom ili SCADA poslužiteljem. U slučaju da se ne primjenjuje, prijenos podataka na WAN-u može se isključiti.

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

DAQCN je vodeći dobavljač naprednih, pametnih električnih komponenti namijenjenih industrijskoj i komercijalnoj automatizaciji. Naši WiFi pametni prekidači imaju kompaktne DIN formne faktore za montiranje željeznice, internne releje visokih performansi i čipove za mjerenje energije s CE sertifikatom. Dizajnirani su za podršku otvorenim komunikacijskim protokolima, lokalnim LAN API-ima i izravnoj integraciji MQTT-a, što ih čini vrlo svestranim alatima za integratore sustava i inženjere automatizacije koji žele modernizirati stare tvorničke sustave.

Zaključak

U skladu s člankom 1. stavkom 2. stavkom 3. Povezivanjem bežične TCP/IP mreže s industrijskim Modbus TCP protokolom pomoću lokalnih API-ja ili MQTT posrednika, inženjeri automatizacije mogu dodati mogućnosti daljinske kontrole i visoko precizno praćenje snage postojećim panelima bez pokretanja skupih upravljačkih kablova ili nadogradnje PLC-a Odaberite DAQCN-ove Wi-Fi pametne prekidače industrijske klase kako biste osigurali maksimalnu trajnost hardvera i besprekornu integraciju sustava. Kontaktirajte DAQCN danas za zahtjev tehničkih specifikacija i savjetovanja za vaš sljedeći tvornički automatizacijski projekt.