Integrasi PLC-to-Cloud yang Mulus: Memanfaatkan IoT untuk Pengambilan Data Real-Time

Integrasi yang mulus komponen IIoT termasuk perangkat keras IoT, perangkat lunak, dan protokol komunikasi telah terjadi secara bertahap bagi produsen.

Sistem otomatisasi industri awal adalah sensor dasar, limit switch, dan perangkat lain yang menyediakan data secara langsung ke printout atau HMI di mana sedikit atau tidak ada analisis yang tersedia. Data masih perlu diinput ke platform perangkat lunak mandiri pada tingkat manajemen. Ada masalah dengan interoperabilitas antara perangkat lunak sederhana dan sistem tingkat perusahaan serta batas pada kecepatan dan kedalaman sistem dapat memproses data untuk dikonsumsi. Visualisasi yang tersedia biasanya terbatas pada HMI pada tingkat mesin.

Sejak tahun 1970-an, sistem otomatisasi industri seringkali bergantung pada PLC. Platform cloud telah maju hingga titik di mana mereka dirancang untuk bekerja dengan PLC ini di bawah protokol yang distandarkan. PLC dapat mentransfer data ke platform cloud. Data dianalisis dan disampaikan ke sistem dan orang untuk meningkatkan produktivitas, mendorong perbaikan proses, mengurangi buangan, dan menawarkan wawasan yang dapat ditindaklanjuti kepada pengguna.

PLC dan Cloud: Apa Itu?

PLC dan platform cloud adalah dua bagian yang berbeda yang diperlukan untuk sistem pemantauan pabrik dan platform analitik IoT. Mereka sangat berbeda dalam aplikasi dan bergantung satu sama lain untuk sistem otomatisasi dan pemantauan IIoT modern agar dapat bekerja. Memahami perbedaan mereka akan membantu pengguna memahami cara mengirim data dari PLC ke cloud.

Programmable Logic Controller (PLC)

Programmable Logic Controllers, atau PLC, dikembangkan untuk digunakan dalam sistem otomatisasi. Model awal mampu pada fungsional kontrol dasar tetapi tidak memiliki kemampuan analitik atau komputasi canggih.

Mereka juga tidak memiliki struktur data, menggunakan pemrograman proprietary yang harus dilakukan melalui laptop di lemari PLC, dan terbatas pada protokol komunikasi tertentu.

Keterbatasan ini memaksa departemen TI untuk membuat sistem ad hoc internal dari komponen, perangkat keras, dan konfigurasi perangkat yang tumpang tindih untuk menciptakan pendekatan yang disesuaikan. Sistem buatan rumah ini terbuka terhadap pelanggaran keamanan, mahal untuk dipelihara, dan memiliki konektivitas IoT yang sedikit. Secara umum, mereka tidak terjangkau bagi banyak perusahaan kecil di mana modal dan sumber daya keterampilan langka.

PLC saat ini dapat menerima protokol OT dan IT. Sebagian besar memiliki keamanan bawaan atau dapat diamankan sebagai bagian dari platform IIoT terintegrasi. Dengan kemajuan kemampuan, PLC juga telah diberdayakan sebagai perangkat edge yang membantu memindahkan data OT ke lingkungan IT, paling sering tinggal di platform cloud.

Satu Type1 Light S - PUM11 CPU dari Toshiba. [Sumber]

Cloud

Pengeledakan data yang dihasilkan oleh perangkat edge, kemajuan PLC, teknologi IoT, dan perangkat pengakuisisi data lainnya mempresentasikan peluang untuk mengumpulkan data dan memanfaatkannya untuk nilai yang sebelumnya tidak tersedia. Namun, biaya menambahkan server fisik, memeliharanya, dan menjaga keamanannya dapat membanjiri banyak perusahaan.

Cloud mewakili konsep penyimpanan data terdesentralisasi dan akses melalui internet. Alih-alih mengelola data perusahaan di server on-premise, data dapat di-stream ke cloud dari berbagai sumber dan disimpan secara jarak jauh. Perusahaan juga dapat mengakses platform dan layanan analitik canggih yang tidak tersedia saat hosting internal.

Data disimpan, dibersihkan, diorganisir, dan dianalisis melalui koneksi internet dengan cloud. Data yang dikembalikan (dalam bentuk wawasan, metrik yang dihitung, visualisasi, atau data mentah seragam) disampaikan melalui internet ke terminal, laptop, tablet, atau HMI tingkat mesin.

Pelajari lebih lanjut: Panduan Produsen tentang Cloud Computing

Mengapa Perlu Menggunakan Solusi Berbasis Cloud?

Volume data yang dihasilkan oleh perangkat di titik generasi dapat membanjiri sistem IT tradisional dan server internal. Perusahaan yang mencoba memelihara sistem tradisional akan melewatkan peluang, kehilangan data, atau tidak dapat menganalisis data dengan cukup untuk digunakan karena tidak dapat menyimpannya semua secara efektif biaya.

Dengan semakin banyak peralatan manufaktur yang dilengkapi dengan teknologi IIoT dan PLC canggih, ini mempresentasikan masalah kompetitif yang baik praktis dan finansial. Platform PLC dan cloud masuk akal bagi bisnis.

Menggunakan cloud memberikan perusahaan akses ke pembaruan perangkat lunak segera, secara signifikan mengurangi biaya infrastruktur IT yang mahal dan pemeliharaan, dan memberikan produsen akses ke algoritma analitik canggih dan machine learning yang didorong AI.

Solusi data cloud, seperti Platform Industrial IoT MachineMetrics, menawarkan manfaat signifikan bagi produsen yang meningkatkan banyak area bisnis mereka, baik Anda berada di lantai produksi, atau di rumah.

PLC to Cloud: Cara Membaca Data dari PLC

Mengirim dan memperbarui data di cloud dilakukan dengan menerapkan protokol standar atau menggunakan adaptor cloud. Transmisi ini penting untuk mengakses data dan kontrol yang ramah pengguna dari berbagai sumber seperti HMI, PC, laptop, dan tablet.

Menerapkan Protokol Standar

Protokol cloud yang paling umum adalah MQTT. MQTT mentransfer pesan balik dan forth antara perangkat dan cocok untuk akses jarak jauh melalui bandwidth yang terbatas. Biasanya berjalan dengan TCP/IP tetapi dapat berjalan pada setiap koneksi bi-directional yang terstruktur.

Protokol MQTT memungkinkan komunikasi antara sensor atau kumpulan sensor (klien MQTT) dan broker MQTT. Broker bertindak sebagai polisi lalu lintas, menerima semua pesan dan merutekan ke tujuan yang benar - seperti klien MQTT lain, perangkat computing edge, atau cloud.

Kelebihan menggunakan protokol standar seperti MQTT adalah dikenal luas, terstruktur, dan memungkinkan pergerakan sederhana ke cloud. Namun, mengonfigurasi PLC ke MQTT sulit, dan data dapat hilang jika koneksi gagal.

Memanfaatkan Adaptor Cloud

Dalam banyak jenis otomatisasi pabrik, komunikasi melalui protokol fieldbus lokal seperti Modbus, BACnet, dan banyak lainnya memerlukan gateway IIoT. Mereka tidak dibangun untuk komunikasi cloud langsung, dan membuka port komunikasi langsung akan menciptakan risiko keamanan.

Sebuah adaptor cloud mengumpulkan semua data di lokasi sebelum mentransfer ke cloud. Setelah koneksi cloud terkirim, data cukup dienkripsi dan dikirim. Tidak seperti koneksi yang hilang menggunakan protokol MQTT, adaptor cloud membuffer data sehingga dapat dipulihkan jika diperlukan.

Langkah-langkah untuk Mengirim Data dari PLC ke Cloud

Nilai data real-time dalam manufaktur sangat besar. Menganalisis data di platform cloud menggunakan platform data mesin canggih seperti MachineMetrics memberikan wawasan yang dapat ditindaklanjuti dan nilai yang lebih besar. Namun, mendapatkan data dari banyak perangkat dan PLC ke cloud, dan memastikan bahwa data distandarkan, sangat penting agar platform berbasis cloud dapat bekerja.

Tanpa solusi seperti MachineMetrics yang dapat mengaktifkan konektivitas mesin, sensor, dan PLC, proses ini harus dilakukan secara manual (dan dipelihara). Anda dapat mengambil beberapa langkah untuk memastikan data dari PLC dikirim ke platform cloud dengan benar. Langkah-langkah ini meliputi:

1. Membuat Tag untuk Data PLC

Data yang dikumpulkan dari PLC harus didefinisikan secara strategis. Strategi ini mencakup pembuatan tag untuk data yang dikumpulkan dan disimpan. Tag-tag ini dapat mencakup input dari sensor untuk suhu, kelembaban, atau kondisi lingkungan lainnya, termasuk penggunaan daya atau data getaran untuk pemeliharaan.

MachineMetrics dapat melakukan analisis canggih data yang dihasilkan di seluruh peralatan, memungkinkan pemantauan mesin atau mendorong kasus penggunaan canggih seperti pemeliharaan prediktif.

Mengetahui tag mana yang akan digunakan akan membantu menyampaikan data yang relevan yang dapat diubah menjadi tindakan oleh sistem, interaksi manusia, atau proses otomatis lainnya.

2. Menyiapkan Alat Sistem yang Diperlukan

Komunikasi PLC ke cloud dalam sistem IIoT memerlukan koneksi internet. Akses internet harus kuat dan didukung oleh router yang mampu menangani rentang alamat IP yang luas. Juga penting untuk menilai konektivitas Ethernet karena beberapa perangkat memiliki konektivitas ini sementara yang lain mungkin memerlukan gateway edge.

Platform Industrial IoT diperlukan untuk menganalisis dan menyampaikan wawasan kepada pengguna setelah data mulai mengalir. Platform dan perangkat MachineMetrics bekerja langsung dari kotak, memungkinkan analisis data segera setelah startup.

3. Memasang PLC IoT Gateway

MachineMetrics dapat terhubung dan mulai mengumpulkan data dari PLC dan perangkat lain dalam waktu beberapa menit. Perusahaan dapat menyiapkan gateway industrial IoT mereka melalui internet dan menambahkan router yang tepat segera.

Tanpa solusi konektivitas seperti MachineMetrics, tag data harus dipetakan secara manual untuk menstandarkan data peralatan. Perangkat edge MachineMetrics membuat hal ini jauh lebih mudah dilakukan berkat perangkat lunak pada perangkat.

PLC dapat diakses melalui perangkat lunak PLC atau dengan memping sistem untuk menggunakan koneksi VPN. Setelah terhubung, konfigurasi data sekarang memungkinkan untuk PLC. MachineMetrics menawarkan fleksibilitas sistem dan memungkinkan koneksi melalui EtherNet, Wi-Fi, dan seluler, sehingga akses ke data PLC memungkinkan menggunakan beberapa metode.

4. Menyiapkan Protokol Data PLC

PLC memerlukan protokol spesifik untuk mengumpulkan data. Protokol ini mencakup variabel yang akan dikumpulkan dan di mana variabel tersebut berada.

PLC harus dikonfigurasi terlebih dahulu menggunakan instruksi pemrograman produsen. Mereka juga dapat diprogram melalui router platform IoT. Setelah konfigurasi, alamat setiap PLC ditambahkan, dan variabel dipilih untuk data yang akan dipantau dan dikumpulkan PLC.

5. Mengonfigurasi Variabel dan Tag

Pada titik ini, data telah didefinisikan dan konektivitas telah diuji. Variabel dapat ditambahkan untuk setiap PLC, dan tag dapat menandai bagaimana setiap variabel akan dicatat. Tag dapat berbasis waktu untuk memicu tindakan sesuai kebutuhan, dan mereka juga dapat berbasis perubahan kondisi pada tingkat mesin. Mereka juga dapat dipicu berdasarkan informasi yang dikirim ke mereka melalui broker MQTT dari PLC lain.

6. Membuat Dasbor PLC

MachineMetrics menawarkan visualisasi kaya dan dasbor dinamis, real-time. Tampilan produksi out-of-the-box dapat real-time atau historis dan memungkinkan visibilitas ke dalam metrik terpenting pabrik.

Platform MachineMetrics juga mencakup kemampuan untuk kontekstualisasi operator dan input langsung pada tingkat mesin. Banyak aplikasi MachineMetrics dapat dikonfigurasi dan disesuaikan secara out-of-the-box untuk memberikan pengalaman yang disesuaikan dalam waktu singkat.

7. Pemantauan Real-Time dan Peringatan Proaktif

Tidak ada pengganti untuk pemantauan real-time oleh platform IoT berbasis cloud. Data yang diterima dari PLC dan perangkat lain dianalisis dan wawasan disampaikan, menawarkan peringatan proaktif. Ini dapat menunjukkan pemberhentian mesin, masalah yang akan datang, kekurangan bahan, dan lebih banyak. Karena peringatan ini didasarkan pada status mesin saat ini, operator dan teknisi dapat bertindak dengan cepat untuk mengurangi downtime dan buangan. Manajer juga memiliki akses ke data yang mencerminkan status real-time lantai produksi.

Menghubungkan Beberapa Perangkat ke Satu Cloud

Memasang Adaptor

Platform IIoT dapat menangani data dari banyak perangkat secara bersamaan. Namun bagaimana Anda mendapatkan data dari beberapa perangkat berbeda yang menggunakan protokol berbeda? Satu contoh adalah penggunaan adaptor cloud seperti Raspberry PI.

Raspberry PI adalah komputer kartu kredit kecil yang dapat dicabut ke dalam lemari enclosure dan diprogram untuk bertindak sebagai adaptor cloud untuk menerima protokol komunikasi dari beberapa PC. Ukurannya yang kecil, daya rendah, dan kesederhanaan pemrograman membantu menembus kesenjangan antara PLC dan platform cloud IIoT.

Ingatlah: Solusi seperti ini akan sangat membutuhkan sumber daya untuk dibangun dan dipelihara secara manual. Inilah mengapa mengotomatisasi konektivitas dan pengumpulan data di seluruh peralatan sangat penting. Memilih solusi pengumpulan data mesin yang tepat menciptakan fondasi untuk peningkatan berkelanjutan yang tidak hanya dapat diandalkan oleh seluruh tim, tetapi juga semua sistem manufaktur lainnya, dari CMMS hingga ERP.

Mengumpulkan Data Lokal

Setelah adaptor cloud terpasang, setiap PLC yang menggunakan protokol berbeda perlu dihubungkan menggunakan antarmuka web penyedia layanan cloud. Setiap platform komersial IIoT akan menyediakan antarmuka web melalui akses internet. OPC UA adalah standar populer karena bekerja baik dengan perangkat yang mendukung PLC dengan protokol proprietary.

OPC UA digunakan lebih sering daripada OPC DA karena OPC DA kurang aman, tidak memungkinkan pembuatan alarm, dan hanya menangani data real-time. Sebaliknya, OPC UA memungkinkan akses ke sumber data historis dan kemampuan untuk menetapkan dan memicu alarm.

Mendesain Visualisasi Data

Setelah pengumpulan data lokal diaktifkan, variabel PLC dapat ditambahkan ke dasbor. Setelah ditambahkan, mereka akan muncul pada perangkat visualisasi yang tersedia seperti HMI dan akan disertakan dalam data yang dianalisis ke depan.

Menggunakan MachineMetrics untuk Mengumpulkan dan Menganalisis Data PLC

Komunikasi PLC ke cloud adalah bagian penting dari apa yang memungkinkan IIoT untuk memberikan nilai. MachineMetrics menawarkan solusi cloud yang kuat, fleksibel, dan cepat tanggap untuk mengubah data PLC menjadi wawasan yang dapat ditindaklanjuti yang meningkatkan kontrol proses, menurunkan biaya, dan meningkatkan efisiensi. Hubungkan mesin, sensor, dan PLC dengan mudah untuk mengekstrak data produksi yang berharga sehingga orang dan sistem dapat membuat keputusan yang lebih baik dan lebih cepat.

Mulai mengolah data PLC dan mesin Anda dengan MachineMetrics. Ingin melihatnya secara langsung?

Pengumpulan Data Mesin Plug-and-Play

Book a Demo