Jste zde

IO-Link komunikace pomocí REST API a MQTT

Antonín Vojáček, 2. Duben 2021 - 7:49

Pro IO-Link zařízení a senzory byla navržena a publikována specifikace "JSON Integration for IO-Link" pro výměnu dat prostřednictvím JSON REST API a MQTT. Ta má umožnit jednotnou realizaci přímého napojení IO-Link senzorů a zařízení na cloudové služby.

Průmyslový internet věcí (IIoT) a Průmysl 4.0 patří mezi nejdůležitější koncepty a vývoj pro budoucnost průmyslové komunikace. Tato budoucnost bude vyžadovat transparentní komunikaci od nejnižší úrovně senzoru / akčního členu po novou generaci mobilních a cloudových aplikací. Jedním z rozhodujících faktorů pro tuto budoucnost budou jednoduché, standardizované protokoly a protokoly různých výrobců. Tyto protokoly musí být schopné pracovat napříč všemi fyzickými vrstvami, aby umožnily globální přístup k datům pro identifikační, diagnostické a konfigurační informace. V oblasti automatizační technologie je komunikace na bázi Ethernetu již nějakou dobu velmi široce implementována na transportní vrstvě.

Příklad implementace adresování IO-Link zařízení, jeho vstupů a výstupů, či senzorů prostřednictvím REST API / MQTT.

Pro bezproblémový přenos dat do světa IT se etablovala JSON struktura reprezentace dat (Java Script Object Notation) jako vysoce efektivní formát výměny, který lze použít napříč různými úrovněmi a hranicemi mnohaúrovňových systémů. Díky své specifikaci sémantiky také umožňuje poměrně snadné třídění, logování a interpretaci dat. Využití JSON formátu pro IO-Link komunikaci tak umožňuje bezproblémové připojení průmyslového IO-Link komunikačního protokolu přímo k systémům MES / ERP, cloudovým službám a obecně aplikacím mimo klasickou automatizaci využívající jen klasických PLC řídicích jednotek. Nehledě navíc na masivní rozšiřování řídicích průmyslových jednotek postavených na systému Linux/Raspberry Pi, které z principu své konstrukce a možností snadného vytváření měřicích a řídicích aplikací v jazyce Python či s pomocí aplikace NodeRed formát JSON již v sobě zcela standardně podporují.

Poptávka po jednotné standardizované konzistenci dat od nejnižší úrovně pole po cloudové služby byla proto přijata i komunitou IO-Link, která definovala výměnný formát založený na JSON ve specializované pracovní skupině, a tedy i jednotnou sémantickou integraci IO-Link protokolu se světem IT - viz dokument JSON Integration for IO-Link. Specifikace zahrnuje jak definici API jako rozhraní REST, tak přenos dat přes MQTT.

Příklad realizace čtení identifikace a zápis konfigurace IO-Link zařízení prostřednictvím MQTT JSON.

Tento standardizovaný formát výměny nyní poskytuje zásadně nové příležitosti, jakými je vývoj a použití zařízení napříč výrobci a globální vzdálený přístup k měřeným hodnotám a dalším monitorovacím datům. Například klasické konfigurační nástroje mohou být svázány napříč všemi výrobci pomocí JSON přes REST. Zjednodušené přímé aplikace typu „senzor do cloudu“ v rámci politiky IIoT lze také snadno implementovat pomocí velmi široce používaného protokolu MQTT s mechanismem Publisher / Subscriber. To dokonce umožňuje implementovat vzdálenou cloudovou automatizační úlohu s komponentami nezávislými na výrobci bez nutnosti použití výkonné lokální řídicí jednotky se schopností zpracování a vyhodnocení velkého množství naměřených dat.

Příklad realizace čtení procesních dat IO-Link zařízení prostřednictvím MQTT JSON formátu (další podrobnosti a popis - viz dokument JSON Integration for IO-Link ).