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工业物联网之旅始于远程遥测

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未来物联网   发表于 2021-8-30 15:43:56   查看: 337 帖子
监控和数据采集(SCADA)的第一条规则是通信将失败。一个挑战是,数据量的不断增加会增加主服务器和与其相连的通信网络的负载。

在这里,奥瓦罗亚洲区销售经理克雷格·阿博特解释了为什么远程遥测单元(RTU)对于将智能电力、公用事业、广播和运输应用中的拥塞降至最低至关重要。

物联网(IoT)的愿景是通过通信链路报告来自低成本传感器的数据,并将数据报告到云中的大型数据库中进行分析。有了更多的数据,目的是收集更多的信息,以帮助优化加工厂,城市,甚至日常生活。

能够优化运营,更快地发现和应对迫在眉睫的问题,具有巨大的价值。

这就是为什么RTU几十年来一直被用来监测电信塔的电力消耗和备用电池。在Wi-Fi或5G网络覆盖的加工厂中,服务器位于云端或附近的空调控制室中,rtu收集有关关键资产的信息。如果电网发生故障,RTU允许运营商继续监控资产,以确保持续、不间断的运行。

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RTU的工作前提很简单,即如果了解了资产的状况,就可以对其进行有效管理,并对变化做出快速响应。最近,它们被部署在风力涡轮机塔架上,以监测每个塔架的产量,而不是消耗量。

RTU必须有足够的容量来管理每个发电塔所需的有限数量的输入/输出(I/O)点。在制造业,工业物联网(IIoT)为大量设备提供了类似的好处,如泵、阀门、压缩机,甚至铁路线路和饮用水。但也有挑战,其中之一就是网络安全。

网络安全和RTU

许多工业应用涉及公共安全,如人员或危险材料的运输或供人食用的食品、饮料和药品的生产。任何外部访问控制系统的风险都会阻碍物联网的核心驱动因素——开放连接。

另一个挑战是数据量不断增加,主服务器和与其相连的通信网络上的负载都在增加。

RTU从远程位置的传感器收集数据,并对其进行处理,以便立即做出本地响应。向中央服务器发送数据并等待其响应时没有延迟。它还解决了主服务器没有链接时的中断问题。RTU是自治的,可以在没有监督的情况下长时间保持本地控制。

它们也是数据集中器,但将每个数据样本发送到主服务器将很快使通信链路过载。取而代之的是,RTU通过将数据集中到必要的地方来减少拥塞。

更快、低延迟响应

RTU可以每秒对水箱液位或列车电源线上的电压进行几次采样,用于报警和控制目的,并且只向主服务器发送关键细节。

这使通信量保持在最低限度。例如,每小时发送一个数据点的最小偏差、最大偏差、平均偏差、总偏差和标准偏差,而不是每1秒发送一次样本,可以减少99.9%的通信量。这使得RTU能够在几乎没有可用带宽时深入了解远程系统。

作为分析工具,RTU从本地传感器收集数据,进行分析,然后对变化作出响应。今天使用的典型算法是与过程控制相关的,就像可编程逻辑控制器(PLC)一样。随着IIoT的发展,越来越多不同的功能正在开发中。例如,翠鸟CP-35在1GHz处理器上运行Linux操作系统。

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这是现场可用的处理能力的一个重要水平,专门用于分析单个位置的数据。一个网络上100个这样的RTU的机群可以提供100GHz的处理能力。SCADA的第一条规则是通信将失败。RTU除了是自治控制器外,还必须是数据记录器。

离线时,RTU将维护一个数据存储库,该存储库应发送到中央服务器,并在链路恢复后上载。最新的RTU可以存储数十万,甚至数百万个事件。从这个角度来看,100000个事件相当于30个遥感器每小时平均140天的时间。

在物联网中,边缘计算机的作用是对数据进行预处理,并在数据传递到主服务器之前采取行动。这允许更快、低延迟的响应,并将中央服务器和边缘之间的通信量降至最低。

这正是RTU在IIoT中可以发挥的作用。通过正确的保护和安全特性,这些拥塞最小化器可以保持SCADA的第一条规则,即通信将尽可能地在间隔处发生故障。
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