Hur man ansluter bluetooth-instrumentering till IIoT

Inom industriautomation har man traditionellt sett behövt flera olika adaptrar och gränssnitt för att få åtkomst till enhetskonfigurationer. Typiska scenarier innefattar att behöva fråga efter RS-485-adaptrar, HART-gränssnitt, Ethernet-kablar eller till och med verktyg för 4–20 mA-signaler. Denna komplexitet resulterar ofta i fördröjningar och ineffektivitet.

Sådana utmaningar är vanliga för många tillverkare. Beroende på protokoll och typ av enhet krävs ofta ett specifikt gränssnitt för att hämta parametrar eller utföra diagnostik. Medan lösningar som helt eliminerar användningen av hårdvarunycklar fortfarande är under utveckling erbjuder trådlösa tekniker redan snabb åtkomst till enheter.

Protokoll som WirelessHART har blivit populära, men användningen av dem är fortfarande begränsad jämfört med traditionella 4–20 mA-anslutningar – trots att de erbjuder fjärråtkomst till diagnostik- och konfigurationsdata. Detta väcker en viktig fråga: hur kan trådlös teknik implementeras effektivt i mindre tillämpningar?

Svaret ligger i enheter utrustade med ett extra protokoll – Bluetooth®. Den här tekniken möjliggör snabb och enkel åtkomst till enhetsdata samtidigt som den bibehåller 4–20 mA-signaler som standardlösning för anslutning till styrenheter.

Att ersätta en enhet med en liknande modell är mycket enklare än att byta till en med ett annat protokoll. Modernisering är dock oundvikligt, och under denna övergång förblir åtkomst till diagnostik- och konfigurationsdata en kritisk aspekt.

Nya fältenheter har nu dubbla kommunikationsmöjligheter. De har fortfarande traditionell 4–20 mA-integrering samtidigt som de ger åtkomst till konfigurering och diagnostik via en mobilapp på en smarttelefon eller surfplatta. Denna lokala anslutbarhet gör att fältteknikern måste vara fysiskt nära enheten.

För mindre tillämpningar finns det en annan utmaning: hur kan man få fjärråtkomst till diagnostikdata som samlas in via bluetooth och integrera dessa data i större skala? Lösningen är här – bluetooth-enheter kan nu överföra diagnostik till molnet med hjälp av IIoT-tjänster. Fjärrapplikationer kan också införliva primära och sekundära processvariabler i befintliga system.

Implementeringen är okomplicerad och kan göras i tre steg, vilket gör det möjligt för organisationer att påbörja sin IIoT-resa genom att tänka stort men börja smått.

Organisationer som vill använda bluetooth-teknik på befintliga anläggningar eller i nya tillämpningar kan uppnå detta genom tre enkla steg. Genom att följa dessa steg säkerställer man att alla relevanta data finns säkert lagrade i molnet, redo för integrering och analys.

Moderna fältenheter har i allt större utsträckning stöd för bluetooth-kommunikation, vilket förenklar både anslutning och konfigurering. Att byta ut en temperaturmätare kan numera innefatta att välja en modell som kombinerar bluetooth med traditionell 4–20 mA eller andra tekniska lösningar. För nya tillämpningar som kräver fjärrövervakning är bluetooth-enheter ett effektivt sätt att samla in data lokalt och överföra den trådlöst till en gränsenhet.

När en bluetooth-kompatibel enhet är installerad kan dess data samlas in och skickas till en molnbaserad lösning via en gränsenhet, till exempel Endress+Hauser FieldEdge SGC200. FieldEdge SGC200, med lokal strömförsörjning, kan koppla samman upp till fem Endress+Hauser-enheter inom ett område på 20 meter och överför primära processvärden (PV), sekundära processvärden (SV) och statusinformation enligt NAMUR NE107. Kommunikation med molnet sker via 3G eller 4G med hjälp av ett inbyggt globalt SIM-kort, med kryptering som ger maximal säkerhet. En viktig aspekt är att kommunikationen är enkelriktad: gränsenheten läser data cykliskt och förhindrar fjärrstyrning av fältenheterna.

För att slutföra installationen krävs en prenumeration på en molntjänst. Tjänster som Netilion utgör ett omfattande IIoT-ekosystem som innehåller gränsenheten, molninfrastruktur och ett applikationsprogrammeringsgränssnitt (API). Molnplattformen konsoliderar alla fältdata i en säker miljö. Netilion Connect använder ett REST/JSON API, vilket möjliggör okomplicerad dataförbrukning och integrering i styrsystem, SCADA eller skräddarsydda applikationer. Detta tillvägagångsätt ger flexibilitet och skalbarhet, vilket gör det möjligt för organisationer att använda fältdata säkert och effektivt.

Att implementera bluetooth-teknik i småskaliga tillämpningar är ett konkret första steg mot digitalisering. Nedan presenteras flera användningsfall som illustrerar teknikens potential när den kombineras med molnbaserade IIoT-tjänster:

Kritisk utrustning kan övervakas på distans med hjälp av bluetooth-enheter. Denna metod ger statusinformation om enheter enligt NE107, vilket möjliggör statusövervakning som minskar antalet oplanerade driftstopp och underlättar en övergång från korrigerande till prediktivt underhåll med hjälp av historisk diagnostik.

Genom att använda bluetooth-enheter från Endress+Hauser tillsammans med FieldEdge kan man få enkel åtkomst till nivåövervakning oavsett var man befinner sig. Data och diagnostik kan integreras i befintliga system med Netilion Connect. För lagerhantering kan tilläggslösningar som Netilion Inventory eller SupplyCare ge förbättrad funktionalitet.

För mindre installationer som innefattar nivå-, flödes- eller temperaturövervakning utgör bluetooth-enheter kombinerade med FieldEdge SGC200 och API-integrering en flexibel, kostnadseffektiv lösning. Minimal infrastruktur krävs för att samla in och överföra data på ett säkert sätt, vilket säkerställer åtkomst där det behövs.

Bluetooth-kompatibla enheter är ett enkelt och effektivt sätt att överföra kritiska data till molnet. I kombination med gränsenheter och API-baserade lösningar ger denna metod säker datainsamling och ger flexibilitet för att integrera information i valfritt system.