Uw industriële besturingssysteem naar draadloos verplaatsen

Veel industriële en productiebedrijven zijn begonnen met het integreren van draadloze netwerken voor sensorgegevens en controllersystemen om interne processen te verbeteren. Van energiecentrales tot olieraffinaderijen en alle soorten productiefaciliteiten, industriële controlesystemen (ICS) zorgen ervoor dat meer fabrieken efficiënter kunnen werken.

Er zijn verschillende soorten draadloze technologieën die achteraf kunnen worden ingebouwd om te integreren met de fabrieksmechanismen, waaronder draadloze LAN-technologieën (Local Area Network) en technologieën van het type sensor en besturing. Het verbinden van sensoren en controllers binnen een fabriek met het internet der dingen staat bekend als industrieel IoT of IIoT.

In dit artikel gaan we IIoT bespreken, de uitdagingen bespreken waarmee een organisatie kan worden geconfronteerd bij het integreren van een draadloos industrieel besturingssysteem, en kijken naar de voordelen van industrieel IoT. Laten we eens kijken.

Wat is Industrial IoT (IIoT)?

Het internet der dingen kan grofweg worden onderverdeeld in drie categorieën:consument, M2M en industrieel.

Consumenten-IoT belichaamt dingen, sensoren, apparaten, telefoons, HVAC-systemen en andere draadloos verbonden "dingen" in het leven van consumenten. Consumenten IoT-apparaten zijn meestal te vinden in huizen. Denk aan op internet aangesloten alarmsystemen of de slimme thermostaat van Nest. Dit is een verzadigd deel van de markt en 'grote spelers' in het veld raken betrokken bij IoT-apparaten voor consumenten.

Machine-naar-machine (M2M) IoT verwijst over het algemeen naar mobiele apparaten, maar wordt ook vaak gebruikt als een bredere term, waaronder industriële toepassingen.

Industriële IoT is een van de oudste markten voor draadloze technologie. Fabrieken met operationele technologie (OT)-stacks hebben echter vaak 'air gapped'-netwerken, wat betekent dat ze niet zijn verbonden met internet. Dit komt voornamelijk omdat veel OT-systemen oorspronkelijk zijn gemaakt voordat internet bestond en dus in het 'stenen tijdperk' zijn gebleven. Beveiliging speelt ook een rol, aangezien het moeilijk is om een ​​systeem te hacken dat alleen toegankelijk is via fysieke toegang.

In een olieraffinaderij kan een industrieel IoT-systeem zoiets eenvoudigs zijn als een automatische tankleessensor. Dit voorkomt dat tanks overlopen en verlaagt de kosten van het betalen van personeel om de tankniveaus handmatig te lezen (iets dat we later zullen bespreken).

Sommige bedrijven zijn begonnen deze processen wijs te maken en te verbinden met een gesloten industrieel controlesysteem. Proberen om automatisering in industriële processen te stimuleren, is het belangrijkste waardepunt voor industrieel IoT .

Voordelen en uitdagingen bij de integratie van industrieel IoT in uw besturingssysteem

Voor sommigen komt het misschien als een verrassing, maar sommige organisaties hebben een groter probleem met hun systemen en processen dan met het selecteren en implementeren van ICS-technologie. Waarom? Omdat er veel technologieën zijn die in fabrieken kunnen worden geïmplementeerd om ze 'slimmer' te maken, maar het is niet altijd een eenvoudig proces om deze technologie in de hardware te implementeren.

Het is een belangrijke beslissing om te beslissen welk type technologie moet worden geïntegreerd bij het verplaatsen van hun industriële besturingssysteem naar draadloos. De twee belangrijkste keuzes zijn een WLAN (WiFi-type technologie) of een meer speciaal gebouwde sensorgerichte draadloze technologie. Beide bieden een aantal unieke voor- en nadelen.

WLAN-technologie

Het voordeel van Wi-Fi/WLAN is dat het zo gestandaardiseerd is dat alles behoorlijk interoperabel is. De meeste computergebaseerde besturingssystemen zijn al achteraf aangebracht (of kunnen eenvoudig worden uitgerust) voor Wi-Fi-netwerkverbindingen. Als u een Wi-Fi-netwerk in een fabriek implementeert en een computersysteem koopt om uw industriële besturingssysteem te beheren, heeft u mogelijk een IT-probleem (terwijl u erachter komt hoe uw computer en machines met elkaar gaan praten). Maar je zult geen grote integratie-uitdaging hebben met de technologie, omdat het probleem van wifi-interoperabiliteit en standaardisatie al is opgelost.

Er zijn echter enkele nadelen aan wifi. Als je een datapakket hebt dat een lange afstand moet afleggen, kan het beperkte wifi-bereik een dealbreaker zijn.

Sensorgerichte draadloze technologie

Er zijn veel minder sensor- en controller-gerichte draadloze technologieën op de markt voor industriële systemen dan er WLAN-technologieën zijn, maar er zijn nog steeds genoeg opties. Technologie op sensorniveau kan een uitdaging zijn vanwege systeemintegratie, d.w.z. hoe zullen sensoren worden gekoppeld aan de radio (MODBUS, enz.) en hoe wordt de gegevensstroom vastgelegd en teruggestuurd naar bestaande softwaresystemen voor gegevensbeheer.

De uitdaging wordt er echt een van systeemintegratie, waarbij sensoren, radio's, controllers en software allemaal samenwerken als onderdeel van een samenhangend systeem. Wijdverbreide standaardisatie op dit niveau zal waarschijnlijk niet plaatsvinden in de komende 10 jaar, gezien het enorme aantal concurrerende protocollen en technologieën.

Een woord van waarschuwing

Op basis van bovenstaande informatie moet het duidelijk zijn dat investeren in IoT voor industriële behoeften een zakelijke beslissing moet zijn. Een organisatie moet zich uitsluitend richten op het bouwen van een systeem dat hen helpt een bepaald bedrijfsresultaat te bereiken, zoals kosten besparen, bepaalde efficiëntie verbeteren, enz.

We spraken over hoe IIoT niet alleen uitdagend is vanwege de technologie, maar nog meer vanwege de infrastructuur en processen. Dat gezegd hebbende, zouden we niemand adviseren om in een vroeg stadium een ​​grote investering in infrastructuur te doen. Waarom? Omdat normen en technologie voortdurend veranderen.

We raden organisaties aan om als eerste stap te kijken naar end-to-end (of meestal end-to-end) systemen die gemakkelijker te integreren zijn en waaraan een echte ROI is gekoppeld. Op die manier leren ze gaandeweg veel over de bredere behoeften van de organisatie, zonder te investeren in de verkeerde technologie als pure infrastructuurinvestering.

Dit is begrijpelijkerwijs lastig voor sommige organisaties die snel willen schakelen. Ze denken misschien dat dit een te gefaseerde aanpak is en willen een agressiever plan om een ​​groot systeem in de hele onderneming te creëren. Houd er rekening mee dat elk bedrijf (op een bepaald moment) zal investeren in de verkeerde gepatenteerde technologie vanwege de constante verandering en groei in de ruimte.

Om uzelf te behoeden voor dit soort dure fouten, moet u eerst investeren in oplossingen en resultaten, en deze zullen helpen bij het nemen van meer strategische beslissingen over infrastructuur voor de toekomst.

4 dingen die een draadloos industrieel besturingssysteem u zal helpen

Zoals eerder vermeld, is het belangrijkste waardepunt voor industriële IoT de mogelijkheid om industriële processen te automatiseren. Omdat het verbeteren van de efficiëntie en het verlagen van de kosten het succes en de winstgevendheid van een organisatie kunnen bepalen, zijn organisaties altijd bezig met het aanpassen en onderzoeken van deze kwesties. Daartoe is het belangrijk om te begrijpen hoe die belangrijke resultaten worden bereikt. Hier zijn enkele voordelen van het integreren van IIoT in een organisatie:

1. Vermijd buitensporige "mankracht".

Herinner je je de olieraffinaderij waar we eerder naar verwezen? Laten we terugkeren naar dat voorbeeld. Dit olieveld en de raffinaderij bevinden zich op het platteland van Texas en er moet iemand elk uur van de dag naar buiten rijden om het oliepeil te controleren om te controleren wanneer de tanks moeten worden geleegd. Dit is een belangrijke taak, maar het kost de raffinaderij nogal wat om te beheren (d.w.z. voor gas voor het voertuig, het salaris van het individu, enz.). Het management besluit daarom een ​​draadloos industrieel controlesysteem toe te voegen dat elk uur draadloos de niveaus uitleest. Nu hebben ze een efficiënter systeem dat mankracht bespaart, wat op zijn beurt hun bedrijfsresultaten verbetert.

2. Bewaar schroot.

Assetcontrole en -beheer kunnen soms meer een analytisch of bedrijfskundig probleem zijn, maar het is een probleem dat vaak kan worden opgelost door slimme industriële controlesystemen. Hoe minder tijd mensen besteden aan het zoeken naar en kopen van onderdelen die ze niet nodig hebben, hoe beter. Laten we zeggen dat we bij Link Labs veel geld verspillen door elke maand nieuwe schroevendraaiers te kopen, omdat we niet kunnen bijhouden welke schroevendraaiers we hebben (schuldig!). Er is natuurlijk een break-even punt voor iedereen, waar het volgen van schroevendraaiers via een draadloos besturingssysteem de kosten van het constant vervangen niet waard is. Voor een kleinere organisatie als Link Labs zouden we er niet aan denken om zo'n systeem te gebruiken om schroevendraaiers te volgen, maar voor sommige grotere industriële fabrieken is een slimme "schrootbesparende" oplossing financieel te rechtvaardigen.

3. Verlaag de operationele kosten.

Veel organisaties verspillen geld omdat ze energie verspillen. Of het nu gaat om lampen die aan blijven of machines die draaien wanneer dat niet nodig is, onnodig elektriciteitsverbruik drijft de kosten van grootschalige operaties enorm op. Gelukkig is technologie op sensorniveau perfect voor dit soort scenario's. Neem bijvoorbeeld een bouwbedrijf. Als het hogere management zich realiseert dat al hun zware, door mensen bediende machines aan staan ​​wanneer ze niet in gebruik zijn, kunnen ze een sensorgestuurde oplossing implementeren die de machine niet aan laat staan ​​tenzij iemand op de stoel zit.

De kosten van brandstof en onderhoud voor stationair draaiende machines kunnen zeer snel oplopen, vooral in grote organisaties. Als de integratie van IIoT u kan helpen uw processen in een grote onderneming te verbeteren, kan dit tot besparingen leiden.

4. Optimaliseer uw "volledig geoptimaliseerde" processen verder.

IIoT kan u helpen de laatste centen uit processen te persen die de afgelopen decennia het zwaarst te kampen hebben gehad met optimalisatie. Het lijkt misschien met het blote oog dat een proces niet meer kan worden geoptimaliseerd dan het al is, maar er zijn meestal nog steeds efficiënties te vinden. Pas als je detectie en besturing op machineniveau brengt, kun je zien wat je kunt verbeteren, omdat mensen processen slechts tot op zekere (en beperkte) mate kunnen optimaliseren. Zodra u tijd begint te besparen op millisecondenniveau - wat heel goed mogelijk is met industriële besturingssystemen met sensortechnologie - kunt u "de laatste druppel" uit een grootschalig optimalisatieproces persen.

Belangrijkste tips

Als je wegloopt met slechts twee dingen uit dit artikel, laat het dan deze zijn:

1. Ondanks wat je elders kunt lezen, zijn WLAN-netwerken niet de enige optie die je hebt voor draadloze industriële besturingssystemen. Er zijn andere technologieën die heel goed kunnen werken voor draadloze sensornetwerken en draadloze controllers (die een beter bereik en betere prestaties hebben dan WLAN-technologieën).
2. Als je besluit om verder te gaan met een bepaalde draadloze oplossing, zorg er dan voor dat je een partner hebt die de complexiteit op systeemniveau begrijpt. Het laatste dat u wilt, is een te complexe (en onvoldoende) modbus aanschaffen en vervolgens zonder enige hulp worden achtergelaten als het systeem niet werkt zoals gepland.