×

Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) “ Otomasyon Mimarileri Üzerindeki Etki “

Y.D.3

Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT)

 

Yazı Dizisi-3
“ Otomasyon Mimarileri Üzerindeki Etki “
John Conway


Otomasyon mimarileri üzerindeki etki

Bilgi odaklı mimariler
Akıllı üretim işletmeleri daha fazla operatör tarafından yönetilen akıllı işletme kontrollerini ve varlık performansı sistemlerini uygulamaya başlarken, otomasyon satıcıları IIoT'yi otomasyon hiyerarşisinin her seviyesinde uygulayarak buna yanıt verecektir. Bu da yeni nesil IIoT sistemleriyle kolay entegrasyona izin verecektir. Ek olarak, dahili elektronik cihazların giderek artan gücü sayesinde, bağlantılı zeka, otomasyon hiyerarşisinin daha düşük seviyelerine, yani kontrol seviyesine ve sensörler ile aktüatörlere geçiş yapacaktır. Sonuç olarak, operasyon teknolojisi (OT) sistemleri, bilgi teknolojisi (BT) sistemleriyle birleşecek ve otomasyon hiyerarşisi, çok daha değerli ve bilgi odaklı bir mimari halini alacaktır. Bunun gelecekteki sonuçları henüz bilinmediği için, kullanılan teknolojilerin ve mimarilerin esnek, değişime uyarlanabilir ve eski sistemlerle entegre olabilir olması gereklidir. Geçmişteki tek parçalı, tek kaynaklı, hiyerarşik yaklaşımlar ve mimariler, gelecekte çalışmayacaktır.
Bilgi odaklı topoloji, aşağıdaki Şekil 5'te gösterilmiştir.



Şekil-5























Şekil 5 Bilgi odaklı otomasyon mimarisi

Geçmişteki tek parçalı, tek kaynaklı, hiyerarşik yaklaşımlar ve mimariler, IIoT çağında geçerli olmayacaktır."

Mimari, iki farklı katmandan oluşmaktadır. Her iki katman üzerinde bilgi akışı; endüstri standartlarına uygun anlam bilim ve keşif mekanizmalarının kullanılmasıyla şeffaf olacaktır.

Her iki katman da aşağıda açıklanmıştır:

1. Gerçek zamanlı, belirlenebilir kontrol için zamana duyarlı katman. Bu katmana genellikle "sis" ya da "uç" denir. Ancak bu katman için "zamana duyarlı IP tabanlı" teriminin kullanılması, bu katman dahilindeki teknolojilerin temelde kurumsal bulut katmanında kullanılan IIoT teknolojileriyle aynı olduğu ancak gerçek zamanlı belirleyici haberleşmeler için optimize edilmiş olduğu gerçeğinin altını çizmektedir.

Bu zamana duyarlı katmanı içeren OT cihazları (sensörler, aktüatörler ve kontrol cihazları), buluta hazır ve ikinci katmanın BT kurumsal sistemleriyle şeffaf şekilde arayüz kurabilecek kapasitede olacaktır. Bu cihazlar aynı zamanda yüksek bir zekâ seviyesine sahip olacaktır. Dahili sıcaklık, basınç ve akustik sensörlerine sahip olan kontrol valfleri örneğini düşünün. Bunlar, işletmenin ayar noktalarını kullanarak, önleyici bakım için kendi ihtiyaçlarını belirleyerek ve kendi durumlarına ilişkin olarak bakım departmanını zamanında haberdar ederek bağımsız biçimde çalışabilirler.

2. Kurumsal sistemlerin (ERP, MOM, PLM, SCM, CRM, vb.) ve varlık yönetimi ile enerji yönetimi dahil olmak üzere yeni nesil  işlevlerin birbiriyle ve zamana duyarlı, buluta hazır sistemlerle işbirliği yaptığı bir kurumsal bulut tabakası.

Yukarıda bulut teriminin kullanılması, altyapının fiziksel konumuna değil, kullanılan teknolojiye gönderme yapmaktadır. Endüstri otomasyon işinde, "tesis içerisindeki" bulutların (bunların hepsine "uç" adı verilir) en geniş çapta kullanılan mimari olacağına inanmak için pek çok neden mevcuttur.

Merkezi ya da dağıtık kontrol

Son derece merkezi artıklı kontrol sistemleri ya da son derece dağıtık kontrol sistemlerinin kullanımına ilişkin tartışmalar, uzun yıllardır süregelmektedir. Her mimarinin taraftarları, kendi konumlarını geçerli argümanlarla savunmaktadır.

IIoT'nin ortaya çıkışı, bu uzun süredir devam eden tartışmayı çözmez. Bir yandan, saha cihazlarında uygun maliyetli, dahili elektroniklerin kullanımı, zekanın ve kontrolün daha fazla dağıtımı anlamına gelir. Diğer yandan ise, saha cihazlarının yüksek hızlı IP bağlantısı, bütün sensörlerin ve aktüatörlerin güvenli bir tesis içi veri merkezinde yer alan, son derece artıklı ve güçlü bir çok çekirdekli işlemciye bağlandığı daha merkezi bir mimari sağlar.
Günümüzde, bir uygulama, belirli bir donanım hedefi, örneğin PLC düşünülerek programlanır. Gelecekte ise, bir uygulama, temelinde yatan otomasyon donanımından bağımsız olarak programlanacaktır ve sistem uygulamayı bütün haberleşme mekanizmalarını otomatik olarak konfigüre ederek şeffaf şekilde donanıma dağıtacaktır. Bu yaklaşım, kullanıcıların kendi gereksinimlerine ve isteklerine göre son derece merkezi ya da dağıtık bir mimari veya hibrid bir yaklaşım seçmesine izin verecektir. Bu çalışmayı kolaylaştıracak ve bir IIoT dağınık kontrol standardı için temel olarak kullanılabilecek bir Dağınık Kontrol Standardı (IEC 61499) mevcuttur.

Zekânın sahaya dağıtılması, akıllı bağlantılı ürünlerin ve akıllı bağlantılı makinelerin önemli bilgileri standartlaştırılmış bir formatta yayınlamasına olanak verecektir. Akıllı aracılar, bu bilgileri bunlara gereksinim duyan sistemler ve uygulamalar için şeffaf bir şekilde kullanıma hazır hale getirecektir. Bu yaklaşım, günümüzün mevcut zorluklarından birinin üstesinden gelecektir: bilgilerin konumu bilinmemektedir, dolayısıyla bu konum, özel programlama olmadan keşfedilemez ya da bundan faydalanılamaz.

Ağ otomasyonu mimarileri

Ağlar, akıllı bağlantılı cihazların sayısında bir artış görecektir. Bu cihazlar, birbirleriyle ve diğer kurumsal sistemlerde yer alan cihazlarla işbirliği yapmak için zamana duyarlı IIoT/Ethernet omurgasından faydalanacaktır.
Çok sayıda bağlantılı PLC cihazlara bir örnek, güneş aynalarının yerlerinin değişip değişmediğini kontrol etmek için Ethernet aracılığıyla bağlantı sağladığı Torresol Energy Gemasolar Güneş Enerjisi tesisinde görülebilir. Çok sayıda ağ bağlantılı cihaz, sadece ağ yönetimi ve performansı alanında değil, aynı zamanda dağınık kontrol sisteminin ve bunun uygulama yazılımının genel konfigürasyonunun yönetilmesi alanında da pek çok yeni zorluğu beraberinde getirmiştir.
Günümüzün klasik otomasyon teknikleriyle bu tür geniş ağ bağlantılı sistemlerin uygulanması karmaşıktır. Geleceğin IIoT tabanlı otomasyon sistemleri, ağ bağlantılı otomasyon mimarilerinin tasarımı, yönetimi ve bakımının basitleştirilmesi için yeni bir yaklaşım gerektirecektir.
Bir sonraki yazımızda “ Uzmanların bakış açıları ” ile devam edeceğiz
 
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Sosyal Medyada Bizi Takip Edin!
E-Bülten Kayıt