Jste zde

Turck Cloud pro sběr a analýzu dat průmyslových aplikací

Antonín Vojáček, 20. Květen 2018 - 20:51

Na letošním veletrhu Hannover Messe 2018 společnost Turck prakticky prezentovala svůj moderní Turck Cloud systém speciálně navržený pro potřeby průmyslových aplikací, který se vyznačuje přednastaveným vyhodnocením dat pro průmyslové úlohy, zabezpečením dat a snadnou manipulaci s vizualizacemi.

Co se skrývá pod Turck Cloud systémem?

Německá společnost Turck pro nově se rozvíjející sféru průmyslového internetu věcí (IIoT) a Industry 4.0 vyvinula speciální cloudový systém pro sběr, ukládání a i zpracování produkčních dat pro potřeby monitorování různých úloh, stejně tak je však použitelný pro optimalizaci a analýzu produkčních procesů a výroby.

Jeho specialitou je možnost ze strany uživatele si určit, kde budou data uložena a jestli mají být přenášena přes internet. Turck cloud systém totiž mimo použití serverů společnosti Turck umožňuje i nainstalování na servery uživatele, které nutně nemusí být připojeny na internetovou síť a mohou být fyzicky i komunikačně jen součástí vnitřní sítě firmy. Jinak řečeno, zákazníci si mohou zvolit, zda budou jejich data uložena ekonomicky a centrálně na serverech společnosti Turck, nebo v oblasti výroby, kdy je software Turck cloud nainstalován na vlastních serverech zákazníka. Varianta s centrálně hostovanými daty může být také registrovaná na uživatele jako zákaznický cloud. V takovém případě může být uživatelské rozhraní cloudu přizpůsobené značce a firemní identitě zákazníka. Tato varianta je obzvlášť zajímavá pro výrobce jednoúčelových strojů (OEM), kteří chtějí cloud službu nabízet svým zákazníkům jako další volbu pro jejich stroje a zařízení.

Všechna data jsou přímo přenášená z Turck kontrolérů a I/O zařízení do cloudu a jsou bezpečně chráněna proti odcizení speciálním šifrováním. Pro tento přenos společnost Turck využívá nedávno zakoupený Kolibri protokol společnosti Beck IPC, který zajišťuje šifrovanou komunikaci s cloudem.

Aktuálně společnost Turck pracuje na dalších funkcích a variantách svého cloud řešení. Například na průmyslových serverech vhodných pro montáž do rozvaděčů (IP20), v plánu jsou také servery pro přímou montáž na stroje (IP67). Specialisté z Mülheimu chtějí cloud software udělat hodnotnějším pomocí algoritmů strojového učení. To strojům umožní dříve odhalit problémy (prediktivní údržba), navrhnout řešení problému a pokud to bude možné, automaticky problém vyřeší pomocí přesných informací od příslušného servisního technika.

5 bodů Turck Cloud systému

Vlastní platforma pro cloudové platformy je dalším krokem pro společnost Turck a její zákazníky na cestě k inteligentnímu, integrovanému a samostatnému výrobnímu procesu v souladu s odvětvím Industry 4.0. Flexibilní nabídku Cloud systému Turck rozdělil do následujících 5 bodů.

Bod 1: Dodávání čistých uživatelských dat pro provoz strojů a zařízení - v praxi zde jde o jednu z hlavních náplní Cloud systému, tedy zpracování digitálních a analogových hodnot ze senzorů a snímačů následně umožňují PLC nebo jinému řídicímu zařízení efektivně ovládat stroj nebo výrobní linku.
Bod 2: Generování dodatečných dat v senzorech a modulech průmyslové sběrnice - zde Cloud systém slouží ke zpracování a vyhodnocování vygenerovaných dodatečných dat, které již nejsou přímo potřeba pro skutečné ovládání stroje. Například snímače a mnoho dalších zařízení dnes mimo přímo požadované řídící veličiny generuje i mnoho dalších vedlejších informací jako je teplota, stupeň znečištění, provozní hodiny nebo jiné hodnoty obsahující meta informace o zařízení. Se zvětšujícím se rozsahem použití IO-Link komunikace se senzory vznikají možnosti přenosu dalších acyklických dat do řadiče a tato data lze efektivně využít například pro diagnostické úlohy nebo pro prediktivní údržbu. Tímto způsobem uživatelé mohou odrazit stupeň znečištění na svém ultrazvukovém snímači nebo zda hřídel monitorovaný rotačním enkodérem již nefunguje hladce a následně například vhodně plánovat údržby nebo kompletní odstávky strojů a linek.
Bod 3: Integrace v systémech zavedených dodavatelů cloudu - zde je o to, že hlavní IT, telekomunikační a technologické společnosti (jako např. Telekom nebo Amazon), stejně jako hlavní softwarové specialisty (jako např. SAP, IBM nebo Microsoft, již na trhu nabízí cloudové služby. Přenos dat na tyto cloud systémy z výroby je již dnes možný pomocí směrovacích bran a dalších řešení, jako je například multiprotocol fieldbus systému moderních zařízení. Zde díky technologii Ethernet, současně podporující více komunikačních protokolů, mohou multiprotokolové I/O moduly a systémy firmy Turck odesílat data pro cloud systémy a databáze současně paralelně s řídícími daty (prostřednictvím Profinet, Ethernet / IP a Modbus TCP). Kvůli tomu společnost Turck hodlá do budoucna vybavit své produktové portfolio postupně s dalšími možnostmi komunikace, jako například OPC UA a MQTT. Tyto již dnes standardní protokoly umožňují sdílet data flexibilně, rychle a snadno do každého cloud systému. Nicméně běžné univerzální Cloud systémy stále ještě nejsou zcela přizpůsobené požadavky průmyslové výroby a automatizace. Sice je možné je pro tento účel vhodně nakonfigurovat a přizpůsobit, ale obvykle to bývá poměrně dost nepružný, zdlouhavý, obtížný a nakonec i také drahý proces. A navíc přenosové trasy k univerzálním cloudům často nejsou vhodně bezpečně šifrované. Na to právě zareagoval Turck cloud systém, který je naopak primárně určen právě pro průmyslové aplikace.
Bod 4: Šité na míru pro průmyslové automatizaci - Turck Cloud Solutions je vlastní patentované řešení cloud přizpůsobené požadavkům automatizace a průmyslových požadavků. Přínosem tohoto řešení je skutečnost, že Turck s přenosovým protokolem Kolibri, získaný jako součást technologického odkupu společnosti Beck IPC, nabízí plně šifrovanou komunikaci s cloudem (například v porovnání s komunikací přes MQTT, který je často nešifrovaná, a tedy lze date snadněji z ní odcizit). Kolibri je nevelký a nenáročný protokol, který lze snadno integrovat do libovolného standardního průmyslového hardwaru, aniž by to nějak významně ovlivnilo jeho výkon. Turck Cloud systém automaticky zobrazuje přidané informace na konkrétních zařízeních, bez nutnosti provedení nějaké dodatečné konfigurace. Konfigurace relevantních dat pro přenos do cloudu lze provést pouze vložením klíče do příslušného zařízení. funkce je podporována všemi Turck regulátory / jednotkami s programováním systémem Codesys 3 (tedy kompaktní PLC IP67, TBEN-L-PLC a později bude k dispozici i v I / O modulech TBEN-S a TBEN-L stejně jako HMI řady TX).
Bod 5: Cloud aplikace přizpůsobené průmyslovým výrobním procesům - v tomto směru Turck postupně rozšiřuje aplikace a funkce implementované na platformě cloud. Z toho to pohledu mohou být použity často požadované funkce analýzy, jako jsou dlouhodobá hodnocení, chování snímačů nebo funkce záznamníku, aniž by bylo nutné je konfigurovat ručně. Automatické učící algoritmy budou v budoucnu také větší roli jako součást dalšího rozvoje funkcí. Stroj se pak sám naučí, co je správné (normální) a nesprávné (deviantní).Tento odhad bude stále přesnější s tím, čím bude dosaženo delšího provozu a tím většího sběru dat. Pokud přístroj registruje například vyšší teplotu na snímači, bude z dlouhodobého sběru informací již vědět, zda je to způsobeno povětrnostním nebo sezónním slunečním světlem nebo jiným důvodem, jako je opotřebení. Pokud je řešení problému dokumentováno softwarem, bude možné naplánovat opravu nebo upozornit správného technika přímo přes smartphone.

Možnosti přizpůsobení provozu Turck Cloudu

Turck Cloud Solutions umožňuje uživateli v současné době vybrat mezi čtyřmi různými možnostmi způsoby použití cloudu.

Nejvhodnější variantou je přímo Cloud provozovaný společností Turck. Za tímto účelem Turck spolupracuje s hlavními operátory informačních technologií, kteří mohou zajistit nezbytnou nepřetržitou podporu a také odpovídající zabezpečení dat a výkon systému. To šetří čas i náklady uživatele, který nijak nemusí přemýšlet o potřebné infrastruktuře a podpoře. Turck se o to postará jako poskytovatel služby a tím snižuje počáteční investici z hlediska času a nákladů. Vzhledem k tomu, že cloud systém je dle informací společnosti Tuck primárně hostován na serverech v Německu, je zaručena bezpečnost dat v souladu s německými a evropskými zákony o ochraně dat. Na požádání mohou zákazníci také využít serverové stránky podle svého výběru, například v Asii nebo v USA. Z pohledu designu ovládací rozhraní cloudu je v základu vizuální provedení s designem Turck, ale alternativně může být cloud implementován také v korporátním designu zákazníka a může být také funkčně přizpůsoben potřebám zákazníka. Tento tzv. zákaznický portál je primárně určen pro výrobce OEM, kteří chtějí nabídnout svým zákazníkům zařízení s možností cloud, které musí být rozeznatelné jako produkt OEM.

Mimo fyzické umístění cloudu na Turckem spravované servery, lze alternativně Turck cloud systém i umístit přímo u zákazníka/uživatele, který pak má i plnou fyzickou kontrolu na všemi daty a procesy. Toto řešení lze implementovat na hardware zákazníka, pokud lze poskytnout vhodnou serverovou oblast a IT oddělení, které může poskytnout potřebnou podporu. Tato instalace se obvykle provádí ve vhodném IT prostředí s klimatizovanými serverovými místnostmi a nemůže být prováděna přímo ve výrobním prostředí. Výhodou tohoto řešení je skutečnost, že zákazníci nemusejí propojovat svůj soukromý cloud s internetem, ale mohou vytvořit jen místní interní spojení se servery z oblasti výroby. Toto řešení může být cestou, která umožní zákazníkům, kteří mají bezpečnostní obavy, využívat výhody inteligence založené na cloudu, aniž by musely externě ukládat data. Pro zákazníky, kteří vyžadují řešení ve vlastních prostorách, ale nemají vlastní IT centrum, Turck vyvinul vhodná průmyslová hardwarová řešení serverů v síti. Nevyžadují ventilátory nebo přenosové nosiče dat a mohou být proto instalovány jako verze IP20 přímo v rozvaděči nebo jako budoucí verze IP67 přímo na stroji v terénu. Místní cloud může být také otevřen pro přístup do celého světa, aby byl otevřen, například pro jiné zákazníky nebo jiné firemní servery.

Závěr

Společnost Turck prakticky prezentovala své Turck Cloud řešení na letošním veletrhu Hannover Messe 2018. Zde přímo bylo prezentováno, jak mohou uživatelé do cloudu ukládat a v něm také vyhodnocovat výrobní data. A to buď pouze pro sledování úloh nebo pro optimalizaci procesů a výroby. Výhodou ve srovnání s jinými systémy je fakt, že lze relevantní data v kontroléru vybrat doslova kliknutím myši. Uživatelské rozhraní cloudu pak umožňuje data shromažďovat přímo do skupin a logicky je uspořádat do diagramů a grafů bez žádné další konfigurace.