“Cloud + Edge” coordinados: prosperar en la era del IIoT
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Conclusiones clave
“Cloud + Edge” Coordinados, prosperan en la era del IIoT “Cloud + Edge Coordinados, prosperan en la era del IIoT La industria contemporánea presenta un número creciente de dispositivos distribuidos en varios sitios industriales. Recopilación de datos de diferentes dispositivos Los dispositivos desplegados en sitios industriales siguen capturando datos de diferentes partes del sitio, monitoreando tanto las máquinas como el entorno.
“Cloud + Edge” coordinados: prosperar en la era del IIoT
La industria actual cuenta con un número creciente de dispositivos distribuidos en diversas instalaciones industriales. Debido a su funcionamiento prolongado, es inevitable que algunos presenten fallas ocasionalmente. Para identificar problemas con anticipación y tomar medidas preventivas, es necesario monitorear su estado de funcionamiento. Tradicionalmente, se envían ingenieros de mantenimiento a las instalaciones para realizar inspecciones. Sin embargo, esto puede generar costos considerables y, con frecuencia, los problemas no se detectan a tiempo.
A medida que más dispositivos se conectan a Internet y generan mayores volúmenes de datos, fabricantes y usuarios buscan no solo un mantenimiento más eficiente, sino también información más valiosa a partir de los datos para impulsar el crecimiento. Esto implica un análisis más profundo de los datos, un mejor procesamiento y análisis. Todas estas exigencias plantean mayores desafíos técnicos para un ecosistema IIoT coordinado de "nube + borde".
1. Recopilar datos de diferentes dispositivos
Los dispositivos desplegados en instalaciones industriales capturan datos de diferentes partes del sitio, monitorizando tanto la maquinaria como el entorno. Dado que estos dispositivos cuentan con diversas interfaces (puertos serie, Ethernet, Bluetooth, Wi-Fi), no es sencillo obtener datos de todos ellos. La gran cantidad de datos generados por los distintos tipos de dispositivos en el sitio supone un importante reto para las pasarelas encargadas de recopilarlos y procesarlos.
Los distintos dispositivos se comunican mediante diferentes protocolos. Incluso dentro de la misma categoría, puede haber varias opciones. Tomemos como ejemplo los PLC. Existen varios actores importantes en el sector: Siemens, Schneider Electric, Allen-Bradley, etc., cada uno con su propio protocolo. Por otro lado, algunos fabricantes se comunican mediante protocolos privados. Esto genera problemas de compatibilidad para los usuarios, ya que la mayoría de las pasarelas tradicionales que transmiten datos solo admiten algunos de estos protocolos. Esto implica la necesidad de varios tipos de pasarelas para una misma instalación, lo que supone una gran inversión en equipos y altos costes al cambiar de marca.
A medida que los dispositivos instalados en las instalaciones se vuelven más diversos y el problema mencionado anteriormente se agudiza, es necesario integrar múltiples protocolos industriales y que los protocolos privados también sean compatibles, de modo que los datos de diferentes fuentes puedan transmitirse mediante una única puerta de enlace IIoT "todo en uno".
2. Preprocesar los datos en el borde
En la era de la computación en la nube, los datos se cargan en la nube para su procesamiento, almacenamiento y análisis. La constante generación de grandes volúmenes de datos sobrecarga la nube. Imagínese si todos los datos se enviaran a la nube bit a bit, esperando a que la nube los recibiera y respondiera con una orden (o a veces sin ninguna) antes de realizar cualquier otra acción. Esto implica una gran latencia en la transmisión de datos. Si bien la tecnología 5G puede solucionar el problema de la velocidad, la nube se encuentra sobrecargada con enormes cantidades de datos.
De ahí surge el concepto de computación perimetral. Mediante condiciones preconfiguradas o herramientas programadas, los datos recopilados de diferentes dispositivos se pueden filtrar cerca de donde se generan (el "borde"). Algunos de ellos se pueden procesar localmente. Por ejemplo, si se alcanza un determinado umbral, la puerta de enlace puede responder de inmediato, por ejemplo, enviando alertas al personal de mantenimiento o modificando los parámetros de los PLC. También puede controlar otros dispositivos conectados a través de E/S cuando se cumplen ciertas condiciones, de modo que los controladores que utilizan diferentes protocolos puedan intercambiar datos.
Luego, los datos restantes, una vez procesados, se envían a la nube. Esto no solo ahorra flujo de datos y ancho de banda, sino que, lo que es más importante, reduce la carga en la nube.
3. Subir datos a la nube
El mundo actual se basa cada vez más en los datos. Como parte fundamental del ecosistema IIoT, la nube desempeña un papel crucial en la gestión centralizada, el análisis de datos y la toma de decisiones.
Así como los dispositivos de recopilación de datos difieren en sus protocolos de comunicación, las distintas nubes varían en sus métodos de conexión e interacción. Por ejemplo, las principales nubes públicas, como Microsoft Azure y AWS, se conectan mediante SDK. La lógica de interacción entre las nubes y las funciones solicitadas desde el borde también difiere. Por lo tanto, enviar datos a la nube implica un gran esfuerzo para integrar la puerta de enlace y la nube.
Una puerta de enlace a la nube permite a los integradores de sistemas conectarse a la nube con facilidad, y la mayoría de los usuarios requieren una interacción personalizada con la nube para cargar sus datos. Afortunadamente, gracias a los avances tecnológicos, las puertas de enlace a la nube actuales suelen ser compatibles con las principales plataformas de IoT. Configurar la nube para que los datos se transmitan fácilmente desde la fuente a la nube solo requiere unos pocos pasos.
Mientras que los integradores de sistemas buscan supervisar todo desde la nube para garantizar el correcto funcionamiento de sus sistemas, los fabricantes necesitan gestionar sus fábricas mediante SCADA. Por lo tanto, la puerta de enlace permite que los sistemas SCADA locales adquieran datos a través de protocolos industriales y desde la nube mediante MQTT.
4. Implementar proyectos digitales
La digitalización completa lleva tiempo. Iniciar un nuevo proyecto suele implicar bastante trabajo: preparar todos los dispositivos, integrarlos, programar las aplicaciones, etc. En un mundo que avanza a un ritmo vertiginoso, el tiempo lo es todo.
Una solución “cloud + edge” debe facilitar su implementación y configuración para que los nuevos proyectos puedan ponerse en marcha lo antes posible. Con la aparición de más herramientas de gestión, es casi imprescindible que estas pasarelas se gestionen desde una plataforma en la nube. Se admite la configuración web, y la configuración se puede importar y exportar. La implementación y la gestión por lotes se realizan fácilmente en la plataforma.
Para satisfacer la demanda empresarial en constante evolución y responder con flexibilidad a los nuevos requisitos a medida que avanzan los proyectos, la personalización se vuelve indispensable. Por ejemplo, la plataforma en la nube requiere un soporte diferente por parte de la puerta de enlace en cada iteración; a medida que el análisis de datos se profundiza, es necesario ajustar cierta lógica de procesamiento de datos en el borde de la red.
Resumen
En el IIoT, la nube y el borde trabajan en estrecha colaboración, una práctica sin precedentes. Gracias a una coordinación eficiente entre la nube y el borde, podemos aprovechar mejor el borde, comprender mejor lo que sucede en el terreno y garantizar que los dispositivos funcionen de forma eficiente y estable, ofreciendo así una mejor experiencia de usuario. Con una base de datos más eficiente y sólida, podemos obtener información valiosa para la mejora de productos y la optimización de parámetros, lo que potencia la competitividad en la era de la Industria 4.0.
Productos futuros
IG502
Puerta de enlace industrial compacta para conectividad celular, conversión de protocolos y operaciones en la nube.
E/S flexible
2×FE, serie, USB, MicroSD, DI/DO
Conectividad
Respaldo celular/Ethernet/Wi-Fi, doble SIM
IA de borde
Desarrollador de Python, servicio DSA integrado
Operaciones en la nube
Acceso remoto a DeviceLive, gestión por lotes
