Hoe industriële IoT-sensoren moderne fabriekefficiëntie drijven

In moderne industriële installaties vormen sensoren de ruggengraat die real-time data leveren aan controllers, monitoringsystemen en operationele technologieën.

Buiten procescontrole

Naast procescontrole maken sensoren kwaliteitsbeoordeling, asset tracking en werknemersveiligheid mogelijk. Cloud-gebaseerde analytics en AI vertalen sensordata nu naar kostenbesparingen door procesoptimalisatie en predictief onderhoud. Wanneer verbonden met het internet, kan deze data supply-chain coördinatie en wereldwijde productiemanagement ondersteunen.

Tegenwoordig gebruiken fabrieken een breed scala aan sensoren – verlichting, temperatuur, beweging, positie, aanwezigheid, visie, kracht, stroom en chemische samenstelling. Voor elk proces of omgevingsconditie is er een geschikte sensor bij breed-portefeuille leveranciers als TE Connectivity of specialisten als Aceinna.

Er is een grote verscheidenheid aan sensortypen in de industrie die verbinding nodig hebben met het IoT. (Afbeelding: Postscapes)

Van lokaal naar wereldwijd

Historisch bleef sensordata lokaal – beperkt tot een enkele faciliteit of machine. Laagprijs, wide-area connectiviteit laat operators nu sensordata streams van overal ter wereld aanboren. Deze toegankelijkheid heeft talloze toepassingen ontgrendeld, met predictief onderhoud als vlaggenschip use case. Remote cloud servers draaien geavanceerde analytics om machinegezondheid in near-real-time te beoordelen, dringende reparaties vlaggend voordat falen optreden. Andere kansen – supply-chain zichtbaarheid, wereldwijde productiecoördinatie en meer – duiken snel op.

Connectiviteitsuitdagingen

Een sensor met het internet verbinden is niet triviaal, zeker niet met legacy systemen. Industriële sensoren spreken diverse protocollen, terwijl het web TCP/IP vereist, wat protocolconversie noodzakelijk maakt. Een hub of gateway consolideert vaak data van meerdere apparaten. De data heeft dan een bestemming nodig, meestal een cloud service voor opslag, ophaling en verwerking.

Connectiviteit is bidirectioneel. Internettoegang opent remote configuratie en controle, maar introduceert ook beveiligingseisen. Het waarborgen van de integriteit van verzonden data en binnenkomende controlecommando's is cruciaal – zie EE Times: De dag dat de Industrial IoT gehackt wordt. Authenticatie, provisioning en continue monitoring zijn extra vereisten die ontstaan wanneer sensoren internet-verbonden worden. Een IIoT-sensor combineert dus edge hardware met cloud services, en de implementatie varieert per context. Gelukkig helpt een breed spectrum aan producten en services ontwerpers bij deze keuzes.

Legacy upgrades en nieuwe ontwerpen

Legacy sensorsystemen zijn ideale kandidaten voor IIoT-upgrades. Industriële apparatuur leeft vaak decennia, wat een enorme geïnstalleerde sensorbasis achterlaat die internetconnectiviteit afwacht. Een veelvoorkomend startpunt is het toevoegen van slimme radiomodules – zoals die van Link Labs – die interface met bestaande sensoren en protocolconversie plus connectiviteit bieden. Opties omvatten Wi-Fi, Bluetooth, LoRaWAN en cellulair. Eenmaal connectiviteit gevestigd, kiezen ontwikkelaars uit cloud providers en industriële analytics platforms.

Voor nieuwe ontwerpen kunnen ontwikkelaars een legacy-benadering volgen: sensor selecteren, controller toevoegen voor interface en beveiliging, dan radio voor netwerktoegang, en tenslotte een cloud service. Echter, veel platform-gebaseerde oplossingen verminderen deze complexiteit. Het M2.COM platform, gezamenlijk ontwikkeld door Arm, Advantech, Bosch Sensortec, Sensirion en Texas Instruments, is hiervan een voorbeeld. De gestandaardiseerde vormfactor en interfaces laten ontwikkelaars een compatibele sensor en draadloze module kiezen uit een breed leveranciersaanbod, ze aan elkaar koppelen, de IoT software agent van het platform installeren, en vervolgens applicatiecode bouwen die werkt over meerdere cloud ecosystemen.

Het samenstellen van een IIoT-sensorsysteem is eenvoudiger met gestandaardiseerde bouwstenen, zoals met het M2.COM platform. (Afbeelding: M2.COM)