Cree soluciones de IoT industrial (IIoT) en una infraestructura MQTT Message-Oriented Middleware (MOM) con el módulo de motor MQTT y proporcione una ruta para entregar datos a aplicaciones operativas y comerciales mientras reduce el ancho de banda de datos. Utilice las metodologías de publicación y suscripción de MQTT para inyectar datos en las aplicaciones del sistema SCADA industrial al permitir que el módulo de motor MQTT conecte los datos de los servidores MQTT, creando una arquitectura IIoT extremadamente eficiente y robusta con Ignition.

Con el módulo de motor MQTT, ya no es necesario sondear en el host; esta solución utiliza puertas de enlace perimetrales que impulsan el sondeo del protocolo propietario hasta el perímetro de la red del sistema SCADA, lo que crea una canalización para todos los datos, lo que aumenta el rendimiento y la eficiencia de la adquisición de datos en toda la empresa. Los dispositivos habilitados para MQTT, como sensores, PLC, RTU o dispositivos OEM Edge Node que admiten Cirrus Link SPARKPLUG Topic y Payload, también pueden conectarse directamente a esta infraestructura y obtener los mismos beneficios. Esta solución es especialmente útil para aplicaciones de sistemas SCADA de área amplia como controles de oleoductos y gasoductos y soluciones con comunicaciones restringidas o de alto costo como VSAT o celular.

Beneficios

Mayor rendimiento de datos y eficiencias

La mensajería MQTT habilitada por las puertas de enlace perimetrales proporciona un uso extremadamente eficiente de la capa de transporte para enviar y recibir más datos con mayor frecuencia y con menos gastos generales. Esto se logra empujando el sondeo al borde de la red o haciendo que el dispositivo habilitado para MQTT publique datos directamente, lo que aumenta enormemente el rendimiento de la solución general. Esto proporciona un mecanismo para recuperar más datos no solo de los PLC y RTU, sino también de otros dispositivos como cámaras o sensores, logrando así una mayor conciencia del sistema y un mejor control.

Herramientas de código abierto para la integración de dispositivos de terceros

MQTT Engine implementa Cirrus Link SPARKPLUG MQTT Topic and Payload Specification que describe la metodología de cómo MQTT habilitó dispositivos o Edge Gateways para conectarse a Ignition Platform. Con esta información y el código de muestra y las aplicaciones proporcionadas, los fabricantes de dispositivos de terceros tienen las herramientas de código abierto necesarias para permitir que sus productos se conecten a la infraestructura de middleware MQTT y al Módulo de motor MQTT en Ignition. Las herramientas se basan en estándares de código abierto.

Etiquetas de datos de autoaprendizaje

El módulo del motor MQTT se suscribe a los datos de las puertas de enlace perimetrales a través de los servidores MQTT. En cada conexión inicial, aprende todas las etiquetas de datos y las crea instantáneamente en Ignition. Una vez que se crean las etiquetas, sus valores de datos están disponibles al instante y se actualizan continuamente a medida que se publican nuevos valores desde el campo. Esta función produce un IIoT autoconsciente que se actualiza dinámicamente aprendiendo rápidamente todas las etiquetas de datos existentes y recién creadas y las pone a disposición de toda la plataforma Ignition. Con el módulo de motor MQTT, simplemente conéctese a sus datos y cree cualquier cosa con el conjunto completo de herramientas de desarrollo HMI, SCADA y MES de Ignition.

Redundancia y seguridad excepcionales

La escalabilidad, la recuperación ante desastres, la alta disponibilidad y la seguridad mejorada son capacidades nativas de la infraestructura de MOM con Edge Gateways que proporcionan el sondeo de datos. Edge Gateways crea una conexión entrante a los servidores MQTT con seguridad TLS cerrando todos los puertos a través de su conexión de red. No tener un puerto abierto mejora la seguridad en los puntos finales del sistema, cerrando muchas posibilidades típicas de ataques. En segundo lugar, las puertas de enlace Edge tienen el control tanto de su ruta de red como del servidor MQTT utilizado. Edge Gateway sabrá cuándo pierde una ruta de comunicación principal y se moverá a una secundaria, también es consciente de cuándo regresa la ruta de comunicación principal. Si falla un servidor MQTT, Edge Gateway se conectará al siguiente servidor disponible y proporcionará hasta N niveles de redundancia. Con estas funciones, el tiempo de actividad mejora con una conmutación por error más rápida y reconocimientos cuando surgen problemas.

Métricas automáticas del estado del sistema

Cuando el módulo MQTT Engine crea las etiquetas para los datos, también crea métricas para rastrear el estado del sistema. Estas métricas son puntos de datos con historial que brindan información valiosa al diagnosticar problemas dentro del sistema general. El módulo crea métricas para el dispositivo final, las puertas de enlace perimetrales y la infraestructura de MOM en relación con la disponibilidad y la pérdida de conectividad. Estas métricas se presentan con pantallas prediseñadas para su visualización o un cliente puede usar los puntos de datos para crear pantallas específicamente para sus propios requisitos.

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El módulo distribuidor MQTT es un servidor MQTT que cumple con el estándar OASIS del protocolo 3.1.1 MQTT. Permite que los clientes de MQTT en SCADA se conecten, publiquen y suscriban datos de forma segura, suministrando datos tanto a aplicaciones operativas como comerciales en toda la empresa. El módulo MQTT Distributor viene en dos versiones, Distributor y Distributor Plus. Standard Distributor admite hasta 50 clientes MQTT simultáneamente y Distributor Plus admite hasta 250 para instalaciones más grandes.

Habilitar MQTT Distributor junto con MQTT Engine Module proporciona los componentes para una infraestructura MOM autónoma desde una puerta de enlace Ignition. Esta combinación cumple con los requisitos para soluciones IIoT y aplicaciones SCADA de área amplia, como soluciones de control de tuberías de petróleo y gas. Es ideal para situaciones donde hay comunicaciones restringidas o de alto costo como en VSAT o conectividad celular. Esta solución también es muy eficaz para aumentar el rendimiento de datos para soluciones de planta de alto rendimiento.

El módulo distribuidor MQTT está disponible como módulo independiente. Se puede comprar como un servidor MQTT independiente que necesita una licencia básica de Ignition, lo que lo hace ideal para distribuir uno o más módulos de distribución MQTT para escalabilidad, redundancia y diversas aplicaciones de ubicación para aumentar la confiabilidad.

¡Vea un video sobre el módulo de distribuidor MQTT aquí!

El objetivo principal del módulo de transmisión MQTT es cerrar la brecha entre TO y TI, movilizando datos de TO para su uso en aplicaciones de TO y TI. Permite que cualquier etiqueta en la plataforma Ignition SCADA se publique a través de MQTT, transformando las etiquetas y sus propiedades en el formato Sparkplug MQTT Topic and Payload para Edge Gateways, múltiples plataformas Ignition y otras aplicaciones IIoT habilitadas para MQTT. El módulo de transmisión MQTT también proporciona conectividad para que los datos de las etiquetas se conecten a AWS Greengrass para Machine Learning y Big Data Analytics.

La transmisión MQTT con Ignition proporciona de forma inherente una herramienta de gestión de datos. Esto permite al usuario utilizar el simple editor de etiquetas de arrastrar y soltar de Ignition para elegir qué etiquetas se envían a las aplicaciones IIoT y/o AWS Greengrass. El uso de la especificación Sparkplug significa que los datos se envían de forma segura y extremadamente eficiente, lo que da como resultado actualizaciones del sistema con gran capacidad de respuesta. El módulo de transmisión MQTT también admite la funcionalidad de almacenamiento y reenvío, lo que significa que cuando se detecta una falla, como el enlace de comunicación con el servidor MQTT, los datos con marca de tiempo se retendrán localmente hasta que se restablezca el enlace. Una vez que se vuelve a conectar, los datos en vivo se reanudan y los datos históricos se rellenan según lo permita el ancho de banda de comunicación.

Etiqueta de Ignition en el puente MQTT

La transmisión MQTT es potente al proporcionar a la plataforma Ignition SCADA un puente OPC-UA a MQTT. Esto permite a los clientes con cualquier SCADA/HMI heredado una herramienta sencilla para unir los datos a MQTT y desarrollar la aplicación IIoT con un costo y esfuerzo mínimos.

¡Vea videos sobre el módulo de transmisión MQTT aquí y sobre la funcionalidad Store & Forward aquí!

Beneficios

• OT IT Bridge que moviliza datos para aplicaciones IIoT
  
• Proporcione conectividad de datos segura y eficiente a una o más puertas de enlace Ignition y soporte de aplicaciones MQTT
  
• Conecte las etiquetas de Ignition a AWS Greengrass para el aprendizaje automático y el análisis predictivo
  
• Proporciona una herramienta de etiqueta visual simple para seleccionar, renombrar, escalar y administrar qué etiquetas están disponibles para la empresa IIoT, es decir, proporcionar el "corte y corte en cubitos".
  
• Almacenar y reenviar cuando se pierde la ruta de conexión, los datos se almacenan y envían cuando se restablece
  
• Utiliza informe altamente eficiente por excepción MQTT Sparkplug para reducir el consumo de ancho de banda y aumentar el rendimiento
  
• Conexión segura TLS saliente para controlar qué datos son accesibles, ideal para enviar datos fuera de DMZ a la empresa comercial sin efectuar el control
  
• Disponible tanto en Ignition Gateway como en Ignition Edge MQTT para cumplir con la mayoría de las aplicaciones IIoT
  
• Compatibilidad con varios servidores MQTT para escalabilidad y redundancia
  
• Puente OPC-UA a MQTT para habilitar fácilmente aplicaciones SCADA/HMI heredadas para conectar sus datos
  

Etiqueta de Ignition en AWS Greengrass

AWS greengrass

AWS Greengrass es un software que le permite ejecutar capacidades de cómputo local y aprendizaje automático (ML) para dispositivos conectados de manera segura. Los dispositivos conectados de Greengrass pueden ejecutar funciones de AWS Lambda, mantener los datos del dispositivo sincronizados y comunicarse con otros dispositivos IOT de forma segura. Esta capacidad brinda acceso a las poderosas herramientas de ML disponibles en Amazon AWS, como AWS SageMaker. Estas herramientas facilitan la creación e implementación de ML en su proceso para brindar rápidamente resultados de análisis predictivo sobre fallas de máquinas o programación de mantenimiento para lograr un mayor nivel de eficiencia.

Durante años, se han creado datos en PLC y RTU que representan un registro de información, como un registro de transacciones cuantitativas (QTR) de una computadora de flujo. Con las limitaciones de los protocolos de comunicación basados ​​en registros, esta información siempre se ha manejado torpemente como bloques de registros consecutivos. Este método corre el riesgo de no mantener todos los datos juntos como un evento de registro, cuando un subconjunto parcial de los registros se sobrescribe con un conjunto de información más nuevo. Hoy, con el poder de MQTT, estos registros de datos se pueden publicar, en el evento, como un registro inmutable que crea y completa automáticamente una tabla dentro de una base de datos. Además, este registro puede tener una marca de tiempo y llevar una clave hash SHA-256 que garantizará que todo el contenido del registro no se haya editado desde la fuente. El módulo MQTT Recorder recibe estos registros y primero crea automáticamente la tabla de la base de datos y luego completa cada registro en la tabla a medida que se recibe.

Ejemplos de registros son:

• Petróleo y gas: registros de transacciones cuantitativas (QTR) de EFM, alarmas de EFM, eventos de EFM, tarjetas P para bombas de controladores
  
• Farmacéutica: registros de lotes para la fabricación de medicamentos
  
• Industria del transporte: eventos de motores de locomotoras
  

El siguiente diagrama muestra un ejemplo del flujo de registro de datos para el registrador MQTT con el módulo EFM Emerson ROC. El módulo EFM Emerson ROC sondea localmente en Ignition o Ignition Edge Platform para eventos, alarmas y registros históricos en la computadora de flujo. La transmisión MQTT publica el registro en el servidor MQTT. El motor MQTT en la puerta de enlace de encendido principal se suscribe al servidor MQTT para recibir el registro. El módulo de grabadora MQTT funciona al unísono con el módulo del motor MQTT para recibir el registro y coloca los datos del registro en una tabla dentro de la base de datos SQL.

Beneficios

La grabadora MQTT ofrece los siguientes beneficios:

• Crea tablas para cualquier dato con formato de registro en las bases de datos compatibles con Ignition
  
• Registros garantizados con código de autenticación de mensajes basado en hash
  
• Admite almacenamiento y reenvío en Edge, eliminando la pérdida de datos en cortes de comunicaciones
  

Para encontrar soporte y tutoriales para los módulos MQTT, vaya aquí.