设计可扩展工业物联网网络的四个技巧
不要被最新所谓的工业物联网(IIoT)解决方案的承诺分心。在构建数据网络时，要关注这些基本的设计原则。智能输入/输出模块和其他工具可以增加灵活性。
学习目标
- 开放式技术可用于IIOT项目。
- 整合IIOT设计中的网络安全。
- 处理边缘数据，使用分布式I/O模块。
所以你的老板想接手一个工业物联网(IIoT)项目，但你不确定这意味着什么?或者可能是一个试点项目正在进行中，遇到了障碍?无论哪种情况，都不要担心。关注一个词:可伸缩性。智能输入/输出(I/O)模块可以帮助实现可扩展、灵活和安全的工业物联网设计。
可伸缩性是系统增长和管理增长需求的属性，也是工业物联网与以前的数据和控制体系结构的区别所在。即使工作在一个小规模的应用程序上，专注于可伸缩性也将澄清关键的技术决策，消除道路上的障碍，并创建一个基础。
在构建IIT网络时，请遵循这四个提示，以最大限度地提高可扩展性。
一:利用工业物联网的开放技术
在电信行业创造现代互联网的同时，控制行业经历了现场总线战争，花了数年时间在工厂车间接受以太网等开放标准。专有通信媒体和协议在数据消费者和数据生产者之间创建了复杂的点对点连接网络，扩大规模的成本很高。
虽然这不是消费者和企业信息技术(IT)系统与工业网络在规模上存在差异的唯一原因，但采用高效的、供应商中立的标准对这些领域的可伸缩性有好处。
开放性可以以多种方式使IIT可扩展性有益：
- 开放标准促进互操作性，这是工业物联网概念的基础。
- 开放系统架构减少了作为设计约束的供应商兼容性，允许工程师优化性能。
- 开放式技术经常降低许可成本，为系统扩展提供更多资金。
消息排队遥测传输（MQTT）是可缩放和可互操作的开放式IOT标准的示例，尤其是与SparkPlug B有效载荷配对。许多资源可用于了解MQTT。Sparkplug B帮助数据集成在MQTT基础设施中的传感器，设备，网关和应用中。
Opto 22 Grov Rio智能控制器和输入/输出模块可以将可扩展性带入连接到新的或现有的制造工厂，工厂流程和仓库物流。嵌入到I / O级别的边缘服务可以帮助集成传统设备，桥接不同自动化网络，在IIT网络中创建分段安全区域，并为共享系统提供有效的处理和传输。礼貌：Opto 22
二:在工业物联网设计中集成网络安全
一个网络如果不安全就无法扩展。传统自动化缺乏集成安全性是限制其可伸缩性的另一个因素。它倾向于要么推动It部门采取严厉的安全政策，抑制工业物联网的基本目标，如从独立的自动化网络收集数据，要么通过使用额外的网络安全设备和软件进一步增加网络的复杂性。
与通信一样，网络安全受益于使用标准技术和技术，而不是添加到自动化产品中的专有解决方案作为事后的想法。用户身份验证，SSL / TLS加密和VPN，要在很短的时间内在IT设备中常见，并且也在较新的OT设备中开始。这也是它互操作性和信任建设的福音。
安全性是IIOR的基础，在选择网络组件时，应高优先级。虽然不是安全协议，但MQTT部分归功于它的流行性，因为它利用了像TLS加密这样的经过验证的机制，并且允许IIT设备在剩余关闭到外部连接时双向通信。
在边缘处理工业物联网数据，分布式I/O模块
在设计出高性能的网络之后，将系统的重点放在将数据传输到云服务以进行处理和分析上是很诱人的。这是早期工业物联网项目的共同目标。然而，原始数据流的传输、存储和处理成本很高，并且可能由于预算超支而导致项目的不及时终止。
一种更可伸缩的方法是使用面向边缘的处理来简化发送到中央处理服务的数据数量并提高数据质量。由于工业边缘I/O和控制的最新发展，处理能力可以嵌入到站点或区域级别，但也可以分布到线路、单元或设备级别。
边缘计算能力通常用于从原始信号数据中过滤噪声，从多个传感器聚合数据，添加上下文元数据，或将时间序列数据打包成可互操作的交换格式，如JSON。所有这些工作在边缘提供了整个系统的干净数据，并减少了以后的通信和数字处理成本。
作为可扩展，灵活和网络安全意识IIOT设计的一部分，Opto 22 Groov Rio智能控制器和输入/输出模块具有1级DIV。2评分在-20至70℃。礼貌：Opto 22
四:管理IIoT设备生命周期
任何限制系统响应需求增长能力的因素都应该在系统设计中加以考虑，工业物联网网络的物理层充满了潜在的瓶颈。我们已经谈到了网络限制，也应该适当考虑工业物联网设备的生命周期。
对于一个真正可扩展的系统，至少需要在一段时间内快速地重复和维护以下内容:
- 设备选择或规格
- 物理安装，包括适当的环境保护
- 与电源，通信和I / O或数据源的连接
- 设备配置
- 设备、数据和网络安全配置
- 与其他系统集成。
小题外话:在讨论工业物联网时，工程师有时会假设它需要无线连接和智能传感器，但事实并非如此。大部分有价值的工业数据来自传统的有线设备和传感器。了解如何将这些棕地数据整合到网络中，可以解锁巨大的规模。
保持IIoT简单:I/O级别的边缘服务
通过炒作围绕IIOT的关键是理解简单，是规模的先决条件。植物楼层沟通并不新鲜，但植物通信的传统技术创造了太多的复杂性，以实现幅度的数量级，这是实现IIOT的目标。
幸运的是，有越来越多的选择可以以可控的拥有成本构建可扩展的工业物联网网络。通过将连接、安全和数据处理能力进一步提升到自动化堆栈的低端，它们降低了工业网络的复杂性，并降低了扩大工业网络所需的努力。
嵌入到I / O级别的边缘服务可用于集成传统设备，桥接不同的自动化网络，在IIT网络中创建分段安全区域，并直接提供有效的处理和传输到共享系统。
许多所谓的工业物联网解决方案承诺在不改善上一代技术的基本约束的情况下，以较高的价格实现交钥匙式结果。不要分心。遵循这些技巧将有助于应用系统设计的基本原则，并有助于完成工业物联网项目。
乔什·伊斯特本是技术营销总监，Opto 22.。由Mark T. Hoske，Content Manager编辑，控制工程那《媒体那mhoske@cfemedia.com。
关键词：IIOT项目设计，智能I / O模块
考虑一下这个
你将最新技术视为可扩展工业物联网设计的一部分?
