Automatiseringsplatform FlexEdge

Connectiviteit en automatisering voor edge-toepassingen

Edge computing is een term die we meer en meer horen, maar in feite draait het om een term waar we al jaren een fraaie Nederlandse vertaling voor hebben, namelijk lokale intelligentie. Met deze techniek is het mogelijk om automatiseringssystemen te maken die enorme hoeveelheden data verzamelen en verwerken zonder dat de netwerkcommunicatie overbelast raakt. Het nieuwe automatiseringsplatform FlexEdge van Red Lion Controls is gemaakt om de taken die noodzakelijk zijn aan de randen van het netwerk op een intelligente manier af te handelen.

Bij het besturen van een grote machine of fabriek, zijn er vele sensoren en actuatoren die voor een enorme datastroom zorgen. Wanneer al deze data naar een centrale verwerkings- en besturingseenheid gestuurd moet worden, dan kan dat een behoorlijke belasting van het netwerk opleveren. Zeker wanneer er ook nog data naar een cloud gestuurd moet worden, kan de snelheid waarmee alle data heen en weer gestuurd wordt een beperkende factor worden. Al jaren terug bedacht men dat het slimmer is om zo veel mogelijk processen zo dicht mogelijk bij de plek te laten afhandelen waar de sensoren en actuatoren zitten. In eerste instantie om zo een overzichtelijke en gemakkelijk te installeren geheel te krijgen, maar ondertussen zien we dat deze strategie ook zeer zinnig is bij machines waar de verschillende onderdelen allemaal via een netwerk verbonden zijn.
Een goed voorbeeld van de voordelen van lokale intelligentie zien we bij voorspellende onderhoudstechnieken (Predictive maintenance). Het systeem dat moet voorspellen of er eventuele onderhoud aan de machine nodig is, baseert zijn bevindingen op alle data die vanuit de machine kan komen. Daarvoor is het niet noodzakelijk dat hij alle data aangeleverd krijgt van normale gebeurtenissen. Hij hoeft alleen te weten wat voor afwijkingen er van het normale gedrag zijn. Lokaal kan daarom een belangrijk deel van de data-analyse plaats vinden en hoeft de lokale controller alleen op gezette tijden een rapport door te sturen waaruit de centrale dataverwerking de onderhoudsstatus bijhoudt.

FlexEdge
Red Lion Controls heeft onlangs het FlexEdge intelligente Edge automatiseringsplatform gelanceerd. Dit geavanceerde systeem biedt talloze nieuwe mogelijkheden voor projecten op het gebied van edge computing.  Daarbij zorgt het gebruiksgemak van FlexEdge ervoor dat de productiviteit en de efficiëntie van projecten op het gebied van digitale transformatie sterk verbeterd worden. FlexEdge kent een uiterst modulair ontwerp en omvat intuïtieve software die een snelle en eenvoudige aanpassing en implementatie in tal van toepassingen mogelijk maakt, zonder afbreuk te doen aan een robuuste en betrouwbare werking. Het platform is voorzien van diverse certificeringen die FlexEdge ideaal maken voor toepassingen in de olie- en gaswinning, waterzuivering, de maritieme sector, projecten op gevaarlijke locaties en voor toepassingen op het gebied van fabrieksautomatisering.
FlexEdge is ontworpen voor industriële organisaties die moeiteloos systemen willen aansluiten zodat lokaal gegevens kunnen worden verwerkt. De modulaire architectuur van FlexEdge biedt een breed scala aan draadloze en bekabelde communicatiemogelijkheden. Deze brede waaier aan opties maakt een eenvoudig te configureren communicatie-gateway mogelijk die in staat is verbinding te maken met andere industriële systemen, ongeacht het gebruikte protocol of de fabrikant. In tegenstelling tot apparaten met een vaste functie – waarbij klanten moeten leren omgaan met tal van verschillende producten of systemen met een vast chassis die onnodig veel ruimte in beslag nemen, biedt FlexEdge een vormfactor en een platform die snel en gemakkelijk kunnen worden aangepast als de applicatiebehoeften veranderen. FlexEdge is beschikbaar met geavanceerde netwerkfunctionaliteit en innovatieve automatiseringsfuncties. Denk aan protocolconversies, virtuele HMI’s, een moderne webserver met Bootstrap, JavaScript en CSS, evenals logging-functies voor data, beveiliging en events. Daarnaast beschikt FlexEdge over de mogelijkheid voor integratie met cloud-omgevingen.
Met FlexEdge kunnen bedrijven nieuwe en bestaande apparaten naadloos met elkaar verbinden. Hierdoor vermindert de totale downtime. Ook kan de met FlexEdge ontwikkelde oplossing desgewenst geschaald worden op een manier die volstrekt nieuw is voor projecten op het gebied van edge computing. Deze flexibiliteit maakt het mogelijk om één platform te selecteren voor iedere eis en wens op het gebied van edge computing. Bedrijven kunnen zich hierdoor volledig richten op de gewenste verbetering ten aanzien van bedrijfsvoering en efficiëntie zonder dat zij zich voor hun toepassing zorgen behoeven te maken over het kiezen van de juiste combinatie van producten.

Daarbij biedt FlexEdge het voordeel dat het aantal in te zetten apparaten afneemt zodat de complexiteit van de toepassing eveneens vermindert. Voor netwerkbeheerders biedt het een robuuste en krachtige industriële netwerk-gateway die kan worden ingezet als een bekabelde of draadloze oplossing om meerdere netwerkomgevingen veilig met elkaar te verbinden. Het biedt meerdere en volledig van elkaar gescheiden seriële poorten, Ethernet, optionele Wifi- en mobiele communicatievoorzieningen. Ook is het voorzien van optionele en in het veld te installeren I/O-voorzieningen. De gecertificeerde, robuuste behuizing garandeert dat FlexEdge een optimale werking biedt in nagenoeg iedere industriële omgeving.

De onderdelen
Het nieuwe platform bestaat uit grofweg drie verschillende componenten. Als eerste is dat de DA70D (afbeelding 1). Deze bestaat uit de controller (links) en een gedeelte waar drie communicatiemodules geplaatst kunnen worden. De controllermodule bevat twee 10/100Base-T(X) Ethernet-poorten, drie geïsoleerde seriële poorten (twee RS232 en één RS485 of twee RS485 en één RS232), twee USB-poorten (hoste en divice), 1 GB flash uitbreidbaar tot 256 GB door middel van een micro SD-kaart.

Extra functies

• Intuïtieve diagnostische lichtring voor systeemstatusindicatie
• Point-and-click connectiviteit met IIoT-cloudplatforms
• Geïntegreerde OPC UA-server en client zorgen voor naadloze communicatie met het upstream-systeem
• Geavanceerde webserver met ondersteuning voor Javascript, Bootstrap, CSS en HMTL5 biedt overal zichtbaarheid van bewerkingen
• Drie virtuele HMI-opties voor bewaking en bediening op afstand
• Real-time registratie van gegevens, gebeurtenissen en beveiliging met ondersteuning voor cryptografische handtekeningen

Als communicatiemodules (afbeelding 2) heeft u de keuze uit diverse dual SIM 4G LTE-modems met actieve GPS, een Wifi-module en diverse modules voor het uitbreiden van het aantal Ethernet- of USB-poorten. Deze kunnen in het rechter deel van de DA70D geplaatst worden. Voor het monteren van de DA70D in een schakelkast wordt gebruik gemaakt van een standaard DIN-rail. Aan de zijkant van het apparaat zit een connector die voor uitbreiding van de functionaliteit gebruikt wordt. Het systeem kan namelijk voorzien worden van maximaal 10 modules met analoge en digitale in- en uitgangen. In afbeelding 3 is hier een voorbeeld van te zien. Op dit moment zijn er vier verschillende modules. De eerste heeft acht digitale ingangen en acht solid state uitgangen. De tweede is hetzelfde, maar dan met relais-uitgangen. De derde is een module met zes universele analoge ingangen. Per kanaal kan dat een ingang zijn voor signalen van 0…10 V of 4…20 mA of voor het aansluiten van twee- of driedraads temperatuursensoren. De laatste in het rijtje is een module met acht analoge uitgangen voor het leveren van signalen van 0…5 V, ±5 V, 0…10 V, ±10 V en 0/4…20 mA.

 Software
Een belangrijke taak is weggelegd voor de software waarmee het geheel geprogrammeerd wordt. Red Lion zegt dat hun programmeersoftware Crimson 3.0 zelfs de meest complexe taken simpel maakt. Met een intuïtieve, slepen-en-neerzetten-interface is er vrijwel geen leercurve, maar achter de gelikte gebruikersinterface schuilt een robuust platform dat zelfs de meest intense Industry 4.0-toepassingen kan aandrijven, van voorspellend onderhoud tot machine learning en meer.