Jak połączyć urządzenia Bluetooth® z Przemysłowym Internetem Rzeczy (IIoT)

W automatyce przemysłowej uzyskanie dostępu do konfiguracji urządzeń zazwyczaj wymagało wielu adapterów i interfejsów. W typowych sytuacjach potrzebne są adaptery RS-485, interfejsy HART, kable Ethernet, a nawet narzędzia do sygnałów prądowych w zakresie 4–20 mA. Złożoność wymaganego sprzętu często powoduje opóźnienia i spadek efektywności.

Takie problemy są powszechnie spotykane wśród producentów. W zależności od protokołu i typu urządzenia, do pobrania parametrów lub wykonania diagnostyki konieczny jest czasem specjalny interfejs. Podczas gdy rozwiązania całkowicie eliminujące klucze sprzętowe są nadal opracowywane, technologie bezprzewodowe już teraz zapewniają szybki dostęp do urządzeń.

Protokoły takie jak WirelessHART zyskały popularność, jednak ich stosowanie pozostaje ograniczone w porównaniu z tradycyjnymi połączeniami 4–20 mA, chociaż oferują zdalny dostęp do danych konfiguracyjnych i diagnostycznych. Nasuwa się więc ważne pytanie: w jaki sposób można skutecznie wdrożyć technologię bezprzewodową w mniejszych zastosowaniach?

Odpowiedź kryje się w urządzeniach wyposażonych w dodatkowy protokół - Bluetooth®. Technologia ta umożliwia szybki i łatwy dostęp do danych urządzenia przy zachowaniu standardowego sygnału 4–20 mA do łączności z urządzeniami sterującymi.

Wymiana urządzenia na podobny model jest o wiele łatwiejsza niż przełączenie na urządzenie obsługujące inny protokół. Jednak modernizacja jest nieunikniona, a podczas tej przejściowej fazy dostęp do danych diagnostycznych i konfiguracyjnych pozostaje kwestią kluczową.

Nowe urządzenia obiektowe oferują obecnie podwójne opcje komunikacji. Zachowują one tradycyjną zintegrowaną łączność z sygnałem 4–20 mA, zapewniając jednocześnie dostęp do danych konfiguracyjnych i diagnostycznych poprzez aplikację mobilną na smartfonie lub tablecie. Ta lokalna łączność wymaga fizycznej obecności technika terenowego w pobliżu urządzenia.

W mniejszych zastosowaniach pojawia się inne wyzwanie: jak uzyskać zdalny dostęp do zebranych danych diagnostycznych poprzez Bluetooth® i zintegrować je z większymi systemami? Rozwiązanie znajduje się tutaj — urządzenia z obsługą Bluetooth® umożliwiają obecnie transmisję danych diagnostycznych do chmury za pomocą usług IIoT. Aplikacje zdalne mogą również włączać podstawowe i pomocnicze zmienne procesowe do istniejących systemów.

Implementacja jest prosta i można ją przeprowadzić w trzech krokach, umożliwiając organizacjom rozpoczęcie transformacji w kierunku IIoT z myślą o większej skali, lecz zaczynając od małych zmian.

Organizacje szukające możliwości wykorzystania technologii Bluetooth® w istniejących zakładach lub nowych zastosowaniach mogą to osiągnąć w trzech prostych krokach. Wykonanie kolejno tych kroków gwarantuje, wszystkie istotne dane są zabezpieczone i dostępne w chmurze, gotowe do zintegrowania i analizy.

Nowoczesne urządzenia obiektowe obsługują komunikację Bluetooth® w coraz większym stopniu, ułatwiając łączność i konfigurację. Na przykład wymiana przetwornika temperatury może teraz wiązać się z wyborem modelu, który łączy w sobie możliwość obsługi Bluetooth® z tradycyjnymi technologiami za pomocą sygnału 4–20 mA lub innymi. W nowych aplikacjach wymagających zdalnego monitorowania urządzenia Bluetooth® zapewniają skuteczny sposób gromadzenia danych lokalnie i przesyłania ich bezprzewodowo do urządzenia brzegowego.

Po zainstalowaniu urządzenia z obsługą Bluetooth® jego dane mogą od razu być gromadzone i przesyłane do rozwiązania opartego na chmurze za pośrednictwem urządzenia brzegowego, takiego jak FieldEdge SGC200 firmy Endress+Hauser. FieldEdge SGC200, zasilane lokalnie, łączy się z maksymalnie pięcioma urządzeniami Endress+Hauser w zasięgu 20 metrów i przesyła podstawowe wartości procesowe (PV), pomocnicze wartości procesowe (SV) oraz informacje o stanie systemu NAMUR NE107. Komunikacja z chmurą odbywa się poprzez sieć 3G lub 4G przy użyciu wbudowanej globalnej karty SIM, z szyfrowaniem zapewniającym maksymalne bezpieczeństwo. Co ważne, połączenie to jest jednokierunkowe: urządzenie brzegowe odczytuje dane cyklicznie, nie umożliwiając zdalnego sterowania urządzeniami obiektowymi.

Do zakończenia konfiguracji wymagana jest subskrypcja usługi w chmurze. Oferowane rozwiązania takie jak platforma Netilion, zapewniają kompleksowy ekosystem IIoT, obejmujący urządzenie brzegowe, infrastrukturę chmurową oraz interfejs Application Programming Interface (API). Platforma chmurowa gromadzi wszystkie dane obiektowe w bezpiecznym środowisku. Netilion Connect korzysta ze standardu REST/JSON API, umożliwiając proste pobieranie danych oraz ich integrację z systemami sterowania SCADA lub aplikacjami dostosowanymi do potrzeb klienta. Takie podejście oferuje elastyczność i skalowalność, pozwalając organizacjom na bezpieczne i efektywne korzystanie z danych obiektowych.

Wdrażanie technologii Bluetooth® w zastosowaniach o małej skali to pierwszy praktyczny krok w kierunku cyfryzacji. Poniżej przedstawiono kilka przykładów wykorzystania tej technologii, które ilustrują jej możliwości w połączeniu z usługami chmury IIoT:

Zasoby o najważniejszym znaczeniu mogą być monitorowane w sposób zdalny przy użyciu urządzeń Bluetooth®. To rozwiązanie dostarcza informacji o stanie urządzenia NE107, umożliwiając monitorowanie stanu technicznego, który ogranicza czas nieplanowanych przestojów i wspiera proces przechodzenia od konserwacji naprawczej do konserwacji predykcyjnej z wykorzystaniem analizy danych historycznych diagnostyki.

Dzięki korzystaniu z urządzeń Bluetooth® firmy Endress+Hauser wraz z urządzeniem FieldEdge łatwe monitorowanie poziomu staje się dostępne z każdego miejsca. Dane i wyniki diagnostyki mogą być wprowadzane do istniejących systemów za pośrednictwem usługi Netilion Connect. Dla potrzeb zarządzania zapasami, dodatkowe rozwiązania, takie jak Netilion Inventory lub SupplyCare oferują rozszerzone funkcje.

W przypadku mniejszych instalacji wymagających monitorowania poziomu, przepływu lub temperatury, urządzenia Bluetooth® w połączeniu z FieldEdge SGC200 oraz zintegrowanym interfejsem API stanowią elastyczne i ekonomiczne rozwiązanie. Do bezpiecznego gromadzenia i przesyłania danych wymagana jest minimalna infrastruktura, zapewniająca dostęp z każdego miejsca, gdy zajdzie potrzeba.

Urządzenia z obsługą łączności Bluetooth® oferują prosty i skuteczny sposób przesyłania krytycznych danych do chmury. W połączeniu z urządzeniami brzegowymi i systemami opartymi na interfejsie API, to rozwiązanie zapewnia bezpieczne gromadzenie danych i oferuje elastyczność, pozwalając na wprowadzenie informacji do dowolnie wybranego systemu.