Şimdiye kadar Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (Industrial Internet of Things, IIoT) konusunda çoğu tartışma, yeni cihazları bağlamak ve seri biçimde çevrimiçi hale getirmek üzerine yapıldı. Artık bu kadar çok sayıda cihazı erişilebilir hale getirmenin sonuçlarına da bakmak, özellikle de bu cihazlardan bilgi toplamanın verimli yöntemlerine dair oluşan ihtiyaca değinmek gerekiyor. Cihazlardan toplanan büyük miktarda veriyle nasıl etkili biçimde başa çıkılacak? Bunları konuşmaya ihtiyaç duyuluyor.
IIoT çözümleri, veri toplama uygulamalarının çeşitli ihtiyaçlarına adapte olabilmelerine ve cihazlardan toplanan verileri nasıl karar alıcıların işine yarayacak sonuçlara dönüştürebildiklerine göre değerlendirilir. Bir IIoT çözümünü tam anlamıyla öne çıkaran şey ise, sunduğu esnek veri işleme olanaklarıdır.
Öte yandan bir IIoT çözümü olarak verimli, güvenilir ve idare edilebilir veri işleme imkanı sunmak, günümüzde çoğunlukla bilgi teknolojileri (IT) uygulamaları için tasarlanmış olan mevcut veri yönetim çözümlerinin doğası gereği, kayda değer zorluklara tabidir. IIoT dünyasında IT çözümleri kullanma arayışındaki sistem entegratörleri çoğu kez karmaşık teknik şartnamelerle karşılaşır, uygulamalarının spesifik endüstriyel otomasyon taleplerine de cevap verebilmesi için çok zaman ve para harcamak zorunda kalır.
IT Çözümlerini IIoT ile Birleştirmenin Başlıca Zorlukları
Aşağıdaki bölümlerde IT çözümlerini IIoT uygulamalarına adapte etmenin başlıca zorluklarını ele alacağız.
1. Uygulamaları IIoT’ye Uyarlamak
Çoğu entegratör, endüstriyel otomasyonda saha cihazlarının kullandığı çok çeşitli fieldbus protokolüne aşina değildir. Süreçleri, genellikle IT uygulamalarına daha çok hitap eden, ancak endüstriyel otomasyonun veri toplama, depolama, işleme, aktarma ve analiz ihtiyaçlarına cevap veremeyen standart veri yönetim çözümleri kullanmalarıyla sonuçlanır. Dahası, entegratörler bu veri yönetim çözümlerini IIoT ihtiyaçlarına uyarlamak için gerekli yetkinliklere de sahip olmayabilir. Bilgi teknolojileri ile endüstriyel otomasyon uygulamaları arasındaki boşluğu doldurabilecek bir çözüme ihtiyaç vardır. Kurumsal uygulamaların ihtiyaçlarına daha alakalı IT personelinin endüstriyel uygulamaların kritik gereksinimleri üzerine de eğitilmesi gerekir, böylece IIoT çözümlerine iyi uyum sağlayacak veri çözümleri geliştirebilmeleri mümkün olur.
Uyarlanmış IIoT Çözümleri
Denetleyici (controller), veri kaydedici (data logger) veya yönlendiriciler (router) üzerinde yapılacak herhangi bir uyarlamanın çok yüksek zaman ve kaynak yatırımı gerektirdiği bilinen bir gerçektir. Gömülü sistemler son derece uyarlanabilirdir, ancak sıfırdan bizzat geliştirilmeleri gerekir. Denetleyici, veri kaydedici, yönlendirici ve uyarlanmış bir yazılımın özelliklerini bir araya getirerek orta yol sunan bir çözüm, kullanıma hazır hale gelme süresini önemli ölçüde kısaltacaktır. Böyle bir kullanıma hazır çözüm, sıfırdan bir çözüm uyarlamakla uğraşmak yerine temel yetkinliklerinize odaklanabilmenizi sağlar.
Veri Toplamaya Yönelik Kullanımı Kolay GUI
Veri toplama için yapılandırılabilir, kullanımı kolay bir grafiksel kullanıcı arayüzü (graphical user interface, GUI), bir IT personelinin endüstriyel otomasyon uygulamalarında yaygın olarak kullanılan Modbus protokollerini ek programlama gerektirmeden işleyebilmesine olanak verecek, böylece saha personeli üzerindeki yükü kaldırarak onların daha hakim oldukları görevlere yoğunlaşabilmelerini sağlayacaktır.
2. Verinin Sorunsuz Entegrasyonunu Sağlamak
Kenar katmandaki cihazlar, sahadaki bilgi boşluğunu doldurabilmek için kurulur ve her gün kullanılır. Bu cihazlar farklı Modbus protokolleri veya özel protokoller kullanarak çalışıyor olabilir. Bu kenar cihazların kurulumu, geleneksel bir kurum yapısının sınırlarını daha önce hiç düşünülmeyen alanlara genişletebilir. Merkezi veri yönetim sistemleri, bu cihazlardan alınan benzeşmeyen veri türlerini entegre edip verinin ilgili bağlamsal boyutuna ekleyerek, etkili sistem yönetimi için birleşik bir işletim görüşü yaratabilmelidir. Kenar cihazlardan çıkan verinin hacmi, katlanarak büyümektedir. IIoT çözümleri, bu tip yüksek hacimlerdeki verilerin işlenmesine yönelik de bir strateji içermelidir. Endüstriyel uygulamalar yerleşik olarak sahadan gelen bir uyarıya yerelde yanıt verebilme ve cihaz tarafında düzeltici önlem alma özelliğine sahip olmalı, böylece veriyi merkezi yönetim sistemine aktarmak yerine daha hızlı yanıt sürelerini etkinleştirebilmelidir. Veriyi işleme için merkezi bir sisteme aktarma süreci birkaç dakika alabilir, fakat bu süre kritik endüstriyel proseslerle alakalı veriler söz konusuysa çok geç olabilir.
Yerel Zeka ve Kenar Katmanda Programlama
Daha hızlı yanıt süresi elde etmenin bir yolu, Büyük Veri çözümleri kullanmaktır, bu da maliyetli olmasının yanı sıra belirli yetkinlikte personel gerektirir. Alternatif olarak veri lokalde bir IoT ağ geçidi veya cihaz tarafından işlenerek, kararlar da lokalde alınabilir, ki bu çok daha hızlı bir yoldur. Sonrasında, verinin lokalde işlenmesi akabinde, merkezi sisteme yalnızca gönderilmesi şart olan kritik veri aktarılır. Bu tarz yerel zeka destekli çözümler, endüstriyel ağ üzerindeki veri yükünü de azaltacaktır.
3. Talep Bazlı İletişim
Endüstriyel IoT Ağ Geçidi, etkili bir IIoT çözümünün kritik bileşenlerinden biridir. Bu ağ geçidi, sahada cihazların toplu kurulumunda, bu cihazlardan veri toplamada, ve talep halinde bu veriyi merkezi sisteme, farklı cihazlara veya uzaktaki farklı bir sahaya yönlendirmede kullanılır. Ancak, heterojen veriyi bir ağ üzerinde yönlendirmenin karmaşıklığı ile ağ bağlantısının durumu, çözümünüzün kurulum sürecini aksatabilir, ve uzak sahaya veri aktarımında darboğazlar yaratabilir.
En yaygın Modbus protokollerini kullanan cihazlardan veri toplamayı kolaylaştıran ve bu veriyi yerleşik 4G bağlantı özelliğini kullanarak yönlendirebilen bir IoT çözümü verimli, isteğe bağlı veri aktarımını ve daha hızlı yanıt sürelerini etkinleştirecektir.
4. Geleceğe Hazır Bir Çözüm Geliştirmek
IIoT alanda değişimin ne kadar hızlı yaşandığını göz önünde bulundurursak, yeni bir teknolojiyi benimseyerek uygulamaya koyabilecek ölçeklenebilir bir çözüm, yatırımınızda daha yüksek getiriler anlamına gelecektir. Örneğin, hizmet sağlayıcınız 4G’den daha yeni bir teknolojiye geçmeye karar verdiği takdirde, temel bağlanabilirliği dahi koruyabilmek için ağ altyapınızda önemli değişimler yapmak gerekebilir. 3G gibi eski bağlantı standartları artık desteklenmeyebilir, ve yeni teknolojiye geçiş yapmanız gerekebilir. Gittikçe artan sayıda hizmet sağlayıcı yeni trende uyum sağlayıp çoğunluğa katıldıkça, yeni teknolojiye ne kadar erken geçiş yaparsanız o kadar kazançlı çıkarsınız. Değişimin gerçekleşmesini beklemektense, geleceğe hazır veya yeni teknolojiye ayak uydurmak için minimum değişiklik gerektirecek sistem ve çözümleri önceden araştırmak daha iyi bir çözüm olacaktır. Yeni teknolojileri benimsemenin, kayda değer kazançlar sağlama ve sisteminizi düşündüğünüzden çok daha verimli biçimde çalıştırabilme potansiyeli de vardır. IIoT çözümleriniz, aşağıdaki yeni özelliklerden çok büyük fayda sağlayabilir:
• Kablosuz ağlara yönelik yerleşik paket yönlendirme ve veri kaydı özelliği
• Sorunsuz kurulum ve daha fazla cihaz yönetilebilirliği için 4G yönetim desteği
• Makineler arası haberleşme ve uzak cihazların buluta doğrudan bağlanabilmesi için MQTT desteği
• Diğer sistemlerle veri entegrasyonu için RESTful API’ler
Zorlukları Doğrudan & Örneklerle Aşmak
IIoT dünyasının değişen manzarasını anlayabilmek için gelin, bir elektrik dağıtım hizmet
sağlayıcısını ele alalım. Bir elektrik dağıtım şebekesinde istikrar sağlayabilmek için hizmet sağlayıcı, genellikle bir aşırı akım veya anormallik tespit edildiğinde ağın ilgili bölümlerine giden bağlantıları izole edebilmeli, veya tamamıyla kesebilmelidir. Bu, söz konusu konumda kurulu sensörün sorunu tespit ederek WAN üzerinden merkezi enerji SCADA sistemine bir uyarı bildirisi göndermesi, bunun sonucunda ise iletim ağının etkilenen bölümünü izole etmek üzere merkezden devre kesiciye sinyal gönderilmesi anlamına gelir. Tüm bu süreç 30 saniye alır, ancak bu süre bir elektrik dağıtım şebekesi için çok uzundur. Durumun çığırından çıkmasını engellemek için, etkilenen alanın anında izole edilebilmesi gerekir. Kenar cihazdaki yerel zeka, bu örneğimizde sensör, son derece kritiktir: Bir sorun tespit edildiğinde devre kesiciyi tetikleyecek sinyal derhal işlenebilmeli, ve sensörün kendisi tarafından anında gönderilebilmelidir.
Örnekte görüldüğü üzere, endüstriyel sistemlerde karar alma sürecini hızlandırabilmek için akıllı bir kenar cihaza, veya bir akıllı IoT ağ geçidine ihtiyaç vardır. Verinin işlenmek üzere SCADA’ya gönderildiği merkezi bir ağ mimarisi, gereken hızlı yanıt süresini sağlayamaz.
Elektrik dağıtım hizmet sağlayıcısı ise, bir elektrik kesintisinden etkilenen tüketiciye yedek güç sağlanmasından sorumludur. Bu durum, güç iletim sisteminin durumundaki bir değişimin anında tüketicinin bulunduğu bölgedeki yedek jeneratörü tetikleyerek çalıştırması gerektiği anlamına gelir. Sorun giderildikten sonra, yedek jeneratörde kurulu sensör durum değişimini anlayarak güç iletim görevini şebekeye geri vermelidir. Bu tam çözüm, bir IoT ağ geçidi ile algılayıcı cihazlardan oluşan bir IIoT sistemi kullanılarak kolayca uygulanabilir.
Moxa Çözümleri
GSL Mühendisliğin temsilciliğini yaptığı Moxa’nın ThingsPro yazılım paketi, IIoT alanında ezber bozan bir ürün konumundadır. Endüstriyel otomasyon konusunda kısıtlı bilgiye sahip IT personeli, veri odaklı IIoT uygulamalarında yetkinleşebilmek için kolayca ThingsPro kullanabilir. Akıllı ağ geçidi çözümleri ise, IoT uygulamalarını kolaylaştıracak güçlü bir programlama platformu sunarken IIoT ağ geçidi özelliklerini de bulundurur, böylece sistem entegratörleri minimum çabayla çözüm ve hizmetlerini daha hızlı sağlayacak temel yetkinliklerine odaklanabilir. Moxa, size endüstriyel otomasyon uygulamalarınıza yönelik alanında en iyi programlanabilir IoT ağ geçitlerini sunabilmek için, ThingsPro yazılım paketini daha fazla kenar katman programlama platformunda destekli hale getirerek daha da geliştirme amacındadır.
Moxa’nın IIoT ağ geçidi çözümleri, aşağıdaki özelliklere sahiptir:
• 4G-etkin yönlendirme özelliği ve en yaygın Modbus protokolleri desteğiyle, veri toplama için kullanımı kolay, yapılandırılabilir GUI
• Yerel zeka için geleceğe hazır teknolojiler
• Heterojen uygulamalarda hafif, eş zamansız veri değişim protokolü için MQTT desteği
• IIoT ağ geçidinize uygulama esnekliği sağlamaya yönelik, HTTP yöntemlerinden faydalanacak ağ geçidi konfigürasyonu için RESTful API
Endüstri-Dünyası’nın amacı; endüstriyel mühendisliğine dünyanın her yerinde üretilip Türkiye pazarına sunulan yeni ürünler ve hizmetler ile ilgili bilgi vermektir. Eğer siz de firmanızın yeni ürünlerinin Endüstri Dünyası’nda yer almasını istiyorsanız lütfen teknik basın bültenlerinizi editörlerimize gönderin.
