Remote Telemetrie: De fundering van een succesvolle IIoT-implementatie

In elk supervisory control and data acquisition (SCADA) systeem is de eerste regel duidelijk: communicatie zal falen. Stijgende datavolumes belasten zowel de centrale server als de netwerklinks die cruciale telemetrie leveren.

Craig Abbot, Sales Manager voor de Azië-regio bij Ovarro, legt uit waarom remote telemetry units (RTUs) essentieel zijn voor het verlichten van congestie in energie, utility, broadcast en transport toepassingen.

Het Internet of Things (IoT) envisioneert low-cost sensoren die rapporteren over communicatielinks in clouddatabases voor analyse. Met meer data is het doel diepere inzichten te halen die planten, steden en het dagelijks leven optimaliseren.

RTUs monitoren al decennialang stroomverbruik en batterij-backup bij telecomtorens. In een procesplant verbonden met Wi-Fi of 5G, met servers in de cloud of een nabije control room, verzamelen RTUs data over kritieke activa. Bij een netstoring houdt de RTU operators in staat om te monitoren en ononderbroken operatie te handhaven.

RTUs opereren op een simpel principe: het begrijpen van een asset's toestand stelt efficiënt beheer en snelle reactie in staat. Ze worden nu op windturbine-torens geïmplementeerd om productie te monitoren, niet alleen verbruik.

Elke RTU is geschaald om het beperkte aantal input/output (I/O) punten aan te kunnen die vereist zijn op een opwekkingstoren. In manufacturing breidt industriële IoT (IIoT) deze voordelen uit naar pompen, kleppen, compressoren, spoorlijnen en drinkwatersystemen. Echter, cybersecurity blijft een grote uitdaging.

Cybersecurity en RTUs

Veel industriële toepassingen raken publieke veiligheid – het vervoer van mensen of gevaarlijke materialen, het produceren van voedsel, dranken en medicijnen. Externe toegang tot controlsystemen kan veiligheid compromitteren, dus open connectiviteit, een kern IoT-drijver, moet gebalanceerd worden met robuuste beveiliging.

RTUs vangen sensordata op remote sites en verwerken het lokaal voor directe, autonome reactie. Ze elimineren latentie die zou optreden als data naar een centrale server gestuurd werd voor een antwoord. Wanneer een link naar de hoofserver verloren gaat, behouden RTUs lokale controle voor lange periodes.

Als dataconcentrators vermijden RTUs het overstromen van het netwerk door alleen wat essentieel is te transmitteren. Het sturen van elke raw sample naar de hoofserver zou een communicatielink snel overbelasten.

Sneller, Low-Latency Response

Een RTU kan een waterreservoirniveau of een treinstroomspanning meerdere keren per seconde samplen voor alarm en controle, maar het transmetert alleen sleutelmetrieken – minimum, maximum, gemiddelde, totaal en standaarddeviatie – één keer per uur. Dit verlaagt verkeer met tot 99,9%, wat inzicht mogelijk maakt zelfs met beperkte bandbreedte.

Tegenwoordige RTUs gebruiken procescontrol-algoritmen vergelijkbaar met programmable logic controllers (PLCs). Naarmate IIoT evolueert, verkrijgen deze units meer gesofisticeerde functies. Bijvoorbeeld, de Kingfisher CP-35 draait Linux op een 1 GHz processor, wat substantiële veldverwerkingskracht biedt. Een vloot van 100 dergelijke RTUs biedt 100 GHz gedistribueerde compute.

Omdat SCADA-systemen communicatiestoringen kunnen ervaren, moeten RTUs ook data lokaal loggen. Offline slaan ze honderdduizenden – of zelfs miljoenen – events op en uploaden ze zodra connectiviteit hersteld is. Bijvoorbeeld, 100.000 events vertegenwoordigen ruwweg 140 dagen uurgemiddelden van 30 remote sensoren.

In de IoT pre-verwerken edge computers data en handelen voordat ze het doorsturen naar de centrale server, wat snelle, low-latency beslissingen garandeert en back-haul verkeer minimaliseert. RTUs vervullen deze rol in IIoT, biedend congestiereductie terwijl veiligheid en beveiliging gehandhaafd blijven.

De auteur is Craig Abbot, Sales Manager voor de Azië-regio bij Ovarro.