Udostępnij Udostępnij Udostępnij Udostępnij Print

Mobilność i kontekstualność kluczem do integracji 4.0

-- środa, 06 wrzesień 2017

Współczesny przemysł (zwłaszcza ten oznaczony jako 4.0) potrzebuje infrastruktury dla nowoczesnych urządzeń mobilnych. Rozwiązania przeznaczone do tego rodzaju sprzętu, służącego do sterowania, nadzoru, diagnostyki oraz utrzymania ruchu, zmieniają się dzięki rozwojowi mobilnych systemów kontekstowych, czyli działających zgodnie z preferencjami użytkownika.

Pojęcie mobilności wiąże się z urządzeniami inteligentnymi, tzw. smart devices, czyli smartfonami i tabletami. Stopniowo rośnie ich popularność jako środków łączności używanych przez inżynierów i techników często zmieniających miejsce wykonywania pracy – w tym integratorów systemów automatyki. Sposób interakcji z urządzeniem mobilnym różni się znacznie od pracy z komputerami stacjonarnymi i laptopami. A to nie koniec, bowiem dotychczasowe rozwiązania mobilne służące do nadzoru, diagnostyki oraz utrzymania ruchu budynków i systemów zarządzania energią (EMS), a także sterowania nimi, zrewolucjonizuje rozwój mobilnych systemów kontekstowych – czyli uwzględniających na bieżąco preferencje użytkownika, jego zainteresowania i potrzeby.

W rozproszonym środowisku systemu nadzoru i sterowania zwykle istnieją niezależne serwery dla poszczególnych fizycznych obszarów albo stref sterowania. Strefa taka może obejmować wszystkie urządzenia w określonej przestrzeni, np. w hali produkcyjnej, lub określony system automatyki. Pracownicy odpowiedzialni za systemy automatyki muszą coraz częściej pracować w ruchu. Korzystają zatem z urządzeń typu smart, by móc operować w poszczególnych strefach sterowania. Muszą wiedzieć, jak należy się połączyć z serwerem sterującym daną strefą, aby za jego pomocą uzyskiwać informacje o jej stanie i kontrolować ją. Na rynku korzysta się z oprogramowania serwerów sterujących od wielu różnych producentów, dlatego rzadko kiedy z poszczególnych stref otrzymujemy informacje w pełni spójne – nie wspominając o jednolitych interfejsach użytkownika. Problemy te znacznie utrudniają zdalny dostęp do automatyki, a także wydłużają czas realizacji zadań przez pracowników mobilnych. Wszystko to

muszą uwzględniać w swojej pracy również integratorzy systemów.

Zakres zadań pracownika mobilnego zależy od jego roli w organizacji firmy i może się zmieniać zależnie od obsługiwanej strefy sterowania. Osoba odpowiedzialna np. za sterowanie ruchem urządzeń w swojej zakładowej strefie może jedynie monitorować pracę sprzętu w innej strefie. Z kolei operatorzy urządzeń w konkretnej strefie sterowania potrzebują innych informacji na ich temat niż służby utrzymania ruchu. Tym samym zakres informacji i elementów sterowniczych potrzebnych pracownikowi zależy od określonego kontekstu, czyli roli i lokalizacji tego pracownika. Potrzebny jest zatem system, który w sposób czynny i bezpieczny przedstawia informacje kontekstowe odpowiednim osobom, we właściwym miejscu i w odpowiedniej chwili. To z kolei oznacza, że istnieje pilna potrzeba stworzenia nowej infrastruktury przemysłowej, obsługującej mobilne systemy kontekstowe. Infrastruktura mobilna (MI) obejmuje urządzenia mobilne typu smart, które zwiększają wartość i możliwości działania mobilnych systemów informacji kontekstowej. Składa się ona z tzw. budynkowych systemów pozycyjnych (IPS) rozmieszczonych w strefach sterowania, aplikacji usług zbliżeniowych zainstalowanych w urządzeniach mobilnych oraz z serwera usługi mobilnej, który ocenia kontekst dostępu do systemu, po czym odpowiednio realizuje komunikację danych niezbędnych do nadzoru nad urządzeniami i składnikami strefy sterowania oraz do sterowania ich pracą (fot. 1).

Usługi zbliżeniowe w mobilnych systemach kontekstowych

IPS i GPS (globalny system pozycyjny) są dziś standardowymi funkcjami urządzeń mobilnych. Na podstawie danych GPS lub IPS określają one swoje położenie w przestrzeni. Gdy aplikacja zainstalowana w urządzeniu potwierdzi i zachowa dane uwierzytelniające użytkownika, sprzęt jest w stanie na bieżąco ustalać jego rolę i położenie. Dzięki technologii IPS aplikacja może wykrywać znajdujące się w jej pobliżu zasoby mobilne, określać położenie i profil użytkownika, a także zsynchronizować te dane z serwerem usług mobilnych.

Urządzenie mobilne łączy się z serwerem za pomocą standardowych interfejsów bezprzewodowych. Mikrogeolokalizacja położenia urządzenia mobilnego opiera się na danych z geoznaczników, w tym urządzeń BLE (Bluetooth Low Energy), znaczników NFC (Near-Field Communication) i kodów QR, a także na triangulacji położenia między punktami dostępu do sieci WiFi. Geoznaczniki mogą w analogiczny sposób służyć do rozszerzenia zakresu usług zbliżeniowych w sieciach zasobów mobilnych. Zmiany lokalizacji urządzenia mobilnego przez użytkownika tworzą historię jego ruchu, którą serwer usług mobilnych może rejestrować w zakresie dozwolonym przez konfigurację zapisu danych prywatnych.

Serwer usług mobilnych a logika kontekstu

Podstawą omawianej infrastruktury jest serwer usług mobilnych i zainstalowany w nim tzw. silnik logiki kontekstu (Contextual Logic Engine – CLE). Serwer taki określa, jakie czynności powinni podjąć łączący się z nim pracownicy i przekazuje im informacje o strefach sterowania, a także udostępnia funkcje sterowania stosowne do kontekstu, czyli miejsca pobytu pracowników i zakresu odpowiedzialności przypisanej im w poszczególnych lokalizacjach.

Serwer może zatem przekazać informacje o bieżącym stanie urządzeń i udostępnić ich interfejs sterowniczy. Może również zasugerować pracownikom dodatkowe źródła informacji (np. rysunki, plany itp.) niezbędne do wykonania pracy (rys. 1). Gdy CLE ustali, że warunki wymagają udostępnienia użytkownikowi mobilnemu nowych informacji i stworzenia mu możliwości działania, przekazuje je automatycznie do jego urządzenia typu smart. Przykłady udostępnianych danych obejmują:

-> graficzny interfejs człowiek-maszyna (HMI), ze wskazaniami stanu i funkcjami sterowania;

-> listy wartości pomiarów parametrów;

-> wykresy przebiegów kluczowych wartości;

-> odczyt i modyfikację harmonogramu zdarzeń;

-> zarządzanie alarmami;

-> otwarcie strony sieci Web, wyświetlenie dokumentu lub wywołanie innych zasobów systemu operacyjnego.

CLE może również korygować parametry pracy klimatyzacji w sterowanej strefie lub udostępnić użytkownikom elementy sterowania klimatyzacją.

Bezpieczeństwo danych urządzenia mobilnego

Najważniejszym problemem związanym z eksploatacją każdego systemu informatycznego jest jego cyberbezpieczeństwo. Każda sieć teleinformatyczna wymaga kompleksowego systemu środków bezpieczeństwa, m.in. firewalli i aktywnego zarządzania uprawnieniami użytkowników. Wdrożenie nowoczesnych rozwiązań mobilnych wymaga rozważenia także innych względów. Szczególne funkcje infrastruktury mobilnej obejmują następujące kwestie:

-> logowanie się użytkownika do aplikacji,

-> ponowne uwierzytelnienie użytkownika przed obsługą elementów sterowania,

-> walidację uprawnień przed wykonaniem krytycznych czynności technologicznych – w tym walidację odległości użytkownika od urządzenia z czujnikiem, np. znacznikiem BLE, oraz potwierdzenie walidacji za pomocą geoznacznika w urządzeniu, np. kodu QR (rys. 2).

Popularność urządzeń mobilnych typu smart, z którymi większość pracowników przemysłowych jest już obeznana, umożliwiła udoskonalanie mobilnych rozwiązań nadzoru i sterowania dla instalacji przemysłowych. Trend zmierza w stronę odejścia od tradycyjnej, scentralizowanej dyspozytorni ruchu zakładowego ku kierowaniu ruchem w systemie rozproszonym przez osoby pracujące mobilnie. Sposób, w jaki użytkownik pracuje z urządzeniem mobilnym, jest odmienny od pracy z interfejsami stacjonarnej dyspozytorni. Wymaga to zatem odpowiedniej infrastruktury mobilnej, umożliwiającej poprawę wydajności, zwiększenie bezpieczeństwa technologicznego i jak najlepszą ochronę danych elektronicznych.

Standaryzacja możliwości obsługi geolokalizacji i mikrogeolokacji przez urządzenia mobilne ułatwia nadzorowanie miejsca pobytu pracowników mobilnych oraz przekazywanie na ich urządzenia mobilne informacji i funkcji sterowania w sposób kontekstowy, czyli w zakresie uzależnionym od przyznanych personelowi uprawnień oraz od konkretnej lokalizacji – i to bez pomocy dodatkowych urządzeń infrastruktury.

Podsumowanie

Zapotrzebowanie na infrastrukturę mobilną wynika z chęci wykorzystania potencjału drzemiącego w gwałtownym rozwoju smartfonów i tabletów oraz ich coraz większej dostępności. Wynikiem integracji usług zbliżeniowych z aplikacją mobilną i serwerem usług mobilnych są rozwiązania mobilne do pracy z systemami typu SCADA do nadzoru procesów technologicznych oraz systemami zarządzania budynkami (BMS).

Autor: Edward Nugent jest dyrektorem operacyjnym w firmie PcVue Inc.

Tekst pochodzi ze specjalnego wydania "Integratorzy systemów automatyki 2017”. Jeśli Cię zainteresował, ZAREJESTRUJ SIĘ w naszym serwisie, a uzyskasz dostęp do darmowej prenumeraty w formie drukowanej i/lub elektronicznej.


Przeczytaj także

Wywiad: Fabryka Toyoty w Jelczu-Laskowicach
Fabryka Toyoty w Jelczu-Laskowicach Zakład nominowany w konkursie Fabryka Roku 2017 Fabryka Toyoty w Jelczu-Laskowicach to nowoczesny zakład produkujący silniki spełniające najbardziej... więcej »
Nowe koncepcje komunikacji w systemach sterowania z technologią IIoT w przemyśle przetwórczym
Cyfryzacja może zaoferować różnym gałęziom przemysłu przetwórczego poprawę w zakresie optymalizacji procesów i wydajność fabryk. Przemysłowy Internet Rzeczy (IIoT) wnosi do zakładów przemysłowych:... więcej »
Najlepsi w zarządzaniu największym kapitałem firmy
Wzorcowe zarządzanie zasobami ludzkimi oraz znaczący wpływ na rozwój gospodarczy regionu i kraju – to główne przesłanki wyboru TOP 10 Pracodawców Polski i TOP 5 Pracodawców Województwa Śląskiego.... więcej »
Optymalizacja odchyleń dzięki ACOPOS P3
Na tegorocznej konferencji i wystawie WindEurope firma B&R przedstawi serwonapęd ACOPOS P3 w zastosowaniu dla optymalizowania kontroli azymutu. Rozwiązanie to zmniejsza zużycie wynikające ze... więcej »
V edycja Spotkania Integratorów KUKA
Już 22 listopada odbędzie się V edycja Spotkania Integratorów KUKA. W roli głównej innowacyjny KMR iiwa, czyli System mobilnych robotów KUKA oraz niezawodny LBR iiwa! Dwie ścieżki tematyczne,... więcej »
ABB członkiem Polskiego Komitetu Światowej Rady Energetyki
ABB została włączona do Polskiego Komitetu Światowej Rady Energetyki, który wspiera rozwój i pokojowe wykorzystanie zasobów energetycznych świata. Wartości reprezentowane zarówno przez Polski... więcej »
 
Aktualne wydanie

Zobacz także

  •   Wydarzenia  
  •   Katalog  

Wydarzenia

Fabryka Roku 2017
2017-11-23 - 2017-11-23
Miejsce: Warszawa
Targi EUROTOOL
2017-11-28 - 2017-11-30
Miejsce: Kraków
Targi FASTENER POLAND
2017-11-28 - 2017-11-30
Miejsce: Kraków
INTRALOMAG II Targi Logistyki Magazynowe
2017-11-29 - 2017-11-30
Miejsce: Łódź
Targi RENEXPO® INTERHYDRO
2017-11-29 - 2017-11-30
Miejsce: Salzburg
Top Industry Summit 2017
2017-11-29 - 2017-11-29
Miejsce: Warszawa

Katalog

UNILIFT Sp. z o.o. sp.k.
UNILIFT Sp. z o.o. sp.k.
Ołowiana 16
85-461 Bydgoszcz
tel. +48 52 581 05 15

Indusoft Polska Sp. z o.o.
Indusoft Polska Sp. z o.o.
St. Kunickiego 10A/II
54-514 WROCŁAW
tel. 071-7890881

zobacz wszystkie




SONDA


tak
nie
nie wiem


Wydania specjalne


Profesjonalne Tłumaczenia Techniczne
O wydawnictwie   |   Reklama   |   Mapa strony   |   Kontakt   |   Darmowa prenumerata   |   RSS   |   Partnerzy   |   
Copyright © 2003-2017 Trade Media International
zobacz nasze pozostałe strony
Trade Media International Inżynieria & Utrzymanie Ruchu Control Engineering Polska MSI Polska Inteligentny Budynek Design News Polska Almanach Produkcji w Polsce