MQTT-Gateways

Auf dem Weg zu Industrie 4.0 können Tools wie das MQTT-Gateway genutzt werden, um den Zugriff auf und die Transformation von Industriedaten zum gesteigerten Nutzen der Anwender zu erweitern.

MQTT ist ein Release/Subscription-Protokoll, das eine nachrichtenorientierte Middleware-Architektur unterstützt. Dies ist keine neue Idee in der IT; Enterprise Service Busse (ESBs) werden seit langem verwendet, um Anwendungen mit einer ähnlichen Busarchitektur zu integrieren. Wenn eine Ausnahme auftritt, sendet MQTT Gerätedaten an das MQTT-Gateway. Die Anwendung fordert Informationen vom MQTT-Gateway an, was bedeutet, dass sie nicht mit einem Endpunktgerät verbunden sein muss.

Die Vorteile des MQTT-Gateways sind
1. Offene Standards/Interoperabilität (OASIS-Standards und Eclipse Open Standards (TAHU)).
2. Trennung von Geräten und Anwendungen.
3. Ereignisgesteuerte Berichterstattung.
4. Minimale erforderliche Bandbreite.
5. Sicherheit der Transportschicht.
6. Remote initiierte Verbindungen (nur ausgehend; keine eingehenden Firewall-Regeln).
7. Staatsbewusstsein.
8. Eine einzige Datenquelle.
9. Automatische Tag-Identifikation.
10. Datenpufferung (Speichern und Weiterleiten).
11. Plug-and-Play-Funktionalität.

Angenommen, es sind 10 Modbus-Geräte mit dem SCADA-System verbunden. Der Benutzer kann ein Edge-Computing-Gateway zwischen Modbus und MQTT konfigurieren, das eine Abfrage näher an der SPS ermöglicht. So können Nutzer schnell mehr Informationen abfragen und bei Änderungen Daten an den zentralen MQTT-Server senden. Sie können sich auch über SCADA mit dem MQTT-Server verbinden und die Daten über den MQTT-Server abrufen. Dies ist von größter Bedeutung, um sicherzustellen, dass das SCADA-System in Zukunft wachsen wird. Nachdem der Benutzer einen Sensor gekauft oder ein Gerät mit MQTT-Fähigkeiten aktualisiert hat, kann SCADA Daten erfassen, ohne das Endgerät kennen zu müssen.

Der Benutzer muss nicht nur auf die Daten zugreifen, sondern auch sicherstellen, dass die Daten gültig und kontextbezogen sind, und er muss Mitglied der allgemeinen Architektur sein. Dies ist ein sehr wichtiger Schritt vor dem Einsatz von Analytics und maschinellem Lernen. Nur wenn diese Daten verfügbar sind, kann das System sie sinnvoll nutzen. Neue Sensoren und Geräte verfügen im Allgemeinen über diese Fähigkeit. Dies gilt jedoch nicht für ältere Geräte. Es gibt Hunderte von Abfrageprotokollen, die eine Zuordnung und Erweiterung erfordern. Das Adressdesign der meisten SPS-Adresssysteme ist nicht gut verstanden. Solche Mappings werden häufig in SCADA gefunden, aber ihnen fehlen immer noch relevante Informationen, sie enthalten ungültige Daten oder haben keine Standarddatenstruktur.

Der effizienteste Weg, dies zu tun, ist die Verbindung zu einem Edge-Computing-Gateway. Es erfordert Software mit Datenbereinigung, Datenrundung und Datenstrukturunterstützung.

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