Modernizácia existujúcich systémov predstavuje mnoho jedinečných výziev. Plánovanie modernej stratégie pre správu údajov môže byť pri práci so starším vybavením zložité, ale určite nie nemožné.Nie každý automatizačný inžinier môže začať s projektom na zelenej lúke odznova. Niekedy je výzvou integrácia nového hardvéru do systému plného staršieho vybavenia. Aby bola táto integrácia efektívna, musí konštrukčný tím starostlivo naplánovať riadenie toku údajov, aby sa predišlo dátovým silám a krehkej infraštruktúre, čo sú dve najčastejšie úskalia pri práci s existujúcimi alebo brownfield systémami.Existujúce systémové výzvyPred redizajnom existujúceho systému je potrebné počas fázy návrhu a plánovania zodpovedať niekoľko úloh a otázok. Najprv sa na posúdenie súčasnej infraštruktúry použije auditovací systém. Následne sa vyhodnotia toky údajov s cieľom určiť, kam sa údaje odosielajú a či sú tieto destinácie vhodné alebo je potrebné ich upraviť. Následne sa analyzujú riziká spojené s citlivými alebo krehkými staršími systémami, ktoré musia zostať v prevádzke, a zároveň sa posilnia bezpečnostné opatrenia, aby sa zabezpečilo, že sa tieto systémy nestanú potenciálnymi vstupnými bodmi pre kybernetické útoky.Vykonanie systémového audituPred výmenou zariadenia alebo investíciou do nového hardvéru, softvéru, infraštruktúry a súvisiacich zdrojov je prvým krokom pri vývoji systému riadenia toku údajov vykonanie auditu systému. Audit systému umožňuje konštruktérom zistiť, aký hardvér je už k dispozícii, aké dátové štruktúry a protokoly sú zavedené a kde sa môžu nachádzať problémy v integrácii.Dôkladný audit zahŕňa všetky hardvérové a softvérové systémy, ktoré budú súčasťou modernizovaného komplexného systému riadenia toku údajov. Len málo problémov je problematickejších ako zistenie v neskoršej fáze procesu, že kus staršieho hardvéru sa nemôže pripojiť k novému systému, najmä ak by sa mohol pripojiť, keby sa skôr prijali iné konštrukčné rozhodnutia.Kam sa údaje momentálne uberajú?Je pravdepodobné, že existujúci automatizačný systém už zhromažďuje a ukladá dáta v nejakej forme, čím pridáva hodnotu výrobnému procesu. Zastarané systémy sú však často navrhnuté po častiach, pričom komponenty sa pridávajú v rôznych časoch, od rôznych dodávateľov a v rôznych stavoch opráv a aktualizácií.Pre tieto systémy je dôležité pochopiť, kam sa tieto údaje odosielajú a ako sa používajú. Nová stratégia tak dokáže preskúmať každý údaj a určiť, či je potrebný, či by sa mal odoslať niekam inam a ako každý údaj zapadá do modernizovaného, zjednoteného systému.V niektorých prípadoch by mali dáta tokovať vertikálne. To znamená, že dáta prúdia nahor v reťazci alebo hierarchii, z prevádzkovej úrovne do IT obchodných systémov na účely väčšieho rozhodovania, aby sa splnili kľúčové ukazovatele výkonnosti (KPI). V iných prípadoch by mali dáta tokovať horizontálne. Horizontálny tok sa vzťahuje na prenos dát medzi strojmi alebo systémami pracujúcimi na rovnakej úrovni, aby sa dala efektívne naplánovať údržba a znížiť počet úzkych miest.Ako by sa mali prenášať údaje?Jednou z najzložitejších oblastí riadenia toku údajov s existujúcimi OT/IT je určenie spôsobu prenosu údajov. V ideálnom prípade by všetok hardvér mal používať otvorené platformy s rovnakými protokolmi, aby sa všetky komponenty ľahko integrovali. Realita je však oveľa chaotickejšia. Existujúce systémy často používajú staršie alebo proprietárne zariadenia, zmiešané protokoly a iné podobné problémy. Existuje niekoľko bežných prístupov k integrácii prenosu údajov.OPC-UA sa dá použiť na presun dát medzi hardvérovými a softvérovými systémami OT. Poskytuje bezpečné, platformovo nezávislé komunikačné metódy pre komplexné dátové štruktúry a modely. OPC-UA sa zvyčajne používa na prenos dát z bodu do bodu.Ďalšou stratégiou je použitie systému Message Queueing and Telemetry Transport (MQTT). V tomto systéme sa s dátami nezaobchádza ako s kontaktom bod-bod, ale namiesto toho fungujú na modeli „publikovať a odoberať“. Senzory produkujú a „publikujú“ dáta a zariadenia, ktoré potrebujú vidieť dáta, sa môžu „prihlásiť na odber“ dátovej služby. MQTT je tiež nezávislý od platformy a je skvelý pre situácie s nízkou šírkou pásma a prípady, keď niektoré zariadenia potrebujú aktualizácie dát častejšie ako iné. Okrajové brány je možné umiestniť v blízkosti staršieho hardvéru, aby sa dáta previedli do formátu MQTT. Vďaka tomu je starší hardvér v podstate vydavateľom dát MQTT.SQL databázy sú ďalším populárnym nástrojom na správu údajov. Sú skvelé na archiváciu údajov v určených formátoch, ako sú napríklad metriky nástrojov na viacerých počítačoch. Ak sa potom vyskytne problém, je možné databázu zavolať a archivované údaje analyzovať. SQL databázy sú najvhodnejšie na dlhodobé ukladanie údajov a neodporúčajú sa na streamovanie údajov a rýchle rozhodnutia o riadení procesov. Sú najužitočnejšie, keď majú údaje dobre definovanú štruktúru alebo šablónu.Rozhrania REST API používajú podobný prístup ako model publikovania/odoberania. Sú ideálne na vytváranie operátorských dashboardov, kde API zhromažďuje údaje a zobrazuje používateľovi iba relevantné údaje. Je založené na protokole HTTP, ľahko sa integruje s cloudovými službami, je vysoko prispôsobiteľné a ponúka podporu viacerých zariadení. Nie je skutočne určené pre veľké súbory údajov a rýchle zhromažďovanie údajov, ale umožňuje zobrazenie metrík na prvý pohľad.Existuje niekoľko middleware a DataOps, ktoré fungujú ako centrálny uzol pre smerovanie, konverziu a riadenie toku údajov. Tieto softvérové balíky sú zvyčajne dostupné priamo v obchode a nemusia sa vyvíjať interne.Cieľom nie je nájsť univerzálny prístup k prenosu údajov, ale skôr využiť niektoré alebo všetky tieto techniky tak, ako zodpovedajú obchodným potrebám organizácie. Možno je chrbticou MQTT s edge computingom, ale databázy SQL uchovávajú archivované údaje pre metriky strojov.Minimalizácia zbytočného vplyvu na staršie zariadenia a systémyStaršie zariadenia, ako napríklad staršie PLC, nemusia umožňovať rýchlejšie dotazovanie a konverziu dát na palube. Možno príde deň, keď budú tieto systémy postupne vyradené z prevádzky, ale zvyčajne sú stabilné, preto je rozumné ich ponechať v prevádzke, namiesto ich nahradenia.Práve tu môže využitie edge computingu priniesť skutočnú výhodu. Okrajový počítač sa nachádza v blízkosti zariadenia a konvertuje svoje dáta z proprietárnych, starších formátov do niečoho, čo sa oveľa ľahšie integruje. V zákulisí je prenos dát čistejší a organizovanejší, ale používateľské rozhranie/používateľská skúsenosť (UI/UX) sa nemusí meniť. Dashboardy môžu zostať rovnaké, čo znamená, že nie je potrebné školiť koncových používateľov v novom softvéri.Vďaka platforme Ignition! je možné preniesť ovládacie panely HMI a dashboardy, a to aj zo starších zariadení. Obrázok použitý s láskavým dovolením spoločnosti Inductive Automation.Jednou z možných metód, hoci s určitými rizikami, je zhromažďovanie údajov zo SCADA systému a používanie OPC-UA na prácu s údajmi nezávisle od platformy. Môže to byť efektívne za predpokladu, že dodatočná záťaž na systém SCADA ešte nie je naplno vyťažená. Môže to tiež vyžadovať nastavenie a konfiguráciu ďalšieho SCADA servera, čo nie je nevyhnutne prekážkou, ale ďalším faktorom, ktorý treba zvážiť.Udržiavanie bezpečnosti systémuVypracovanie stratégie riadenia toku údajov znamená väčšiu bezpečnosť, pretože do systému je možné zabudovať riešenie hrozieb. Platí to aj v prípade, že starší systém sa nikdy nestal obeťou útoku.Edge computing pridáva novú vrstvu zabezpečenia, ktorá dokáže chrániť staršie zariadenia a vytvoriť ďalšiu bariéru medzi hrozbami a systémom. Dokáže poskytnúť bezpečné cesty len na čítanie, ktoré neboli dostupné v predchádzajúcich konfiguráciách. Rozumné používanie firewallov a segmentácie siete môže tiež chrániť aktíva.Pre viac informáciíKonečným cieľom integrácie a organizácie toku údajov naprieč existujúcimi systémami je prenášať údaje tam, kde sú potrebné na prijímanie optimalizovanejších obchodných rozhodnutí. Vývoj systému by mali riadiť údaje, a nie softvér alebo hardvér, hoci systémoví návrhári budú možno musieť obísť niektoré praktické obmedzenia jedného alebo oboch.Najnovší vývoj v oblasti edge computingu umožňuje jednoduchšiu konverziu dát a inteligentnejšie a efektívnejšie stratégie riadenia toku dát. Ak chcete zistiť, ako môžete vyvinúť novú stratégiu riadenia toku dát a zároveň zachovať integritu systému so staršími zariadeniami, obráťte sa na odborníkov zo spoločnosti Inductive Automation. Tím má dlhoročné skúsenosti s vývojom integrovaných systémov riadenia toku dát a môže vám pomôcť pochopiť všetky technické detaily, aby váš závod fungoval efektívne.
