התפתחות טכנולוגיית האינטרנט של הדברים (IoT) ושילובם בתעשייה ובערים חכמות שינו את הדרך בה אנו עובדים וחיים, והעשירו את החברה שלנו. ההתפתחות האדירה של טכנולוגיות התקשורת והחישה יצרה סביבה בה “דברים” רבים מחוברים יחד, ומספקים סביבה חכמה יותר, המשפרת את איכות חיינו. הקישוריות בין כל הדברים מכונה: האינטרנט של הדברים (IoT). הפיתוח של טכנולוגיות IoT ממשיך לצמוח, ורכיבי IoT הופכים להיות חכמים יותר ויותר באמצעות כח עיבוד, אחסון ותקשורת. בין מכשירי ה-IoT נמצאים, בין היתר, מצלמות, חיישנים, תגי זיהוי, RFID, רחפנים, טלפונים ניידים ועוד. מכשירים אלה הנם בעלי פוטנציאל לתקשר ולעבוד יחד כדי להשיג למטרות משותפות. באמצעות רכיבים וטכנולוגיות תקשורת כאלה, באפשרותם של מכשירי IoT לספק מגוון רחב של יישומים לניטור בזמן אמת, כגון ניטור סביבתי, שירותי בריאות אלקטרוניים, אוטונומיה של תחבורה, דיגיטליזציה בתעשייה, אוטומציה בתעשייה, אוטומציה ביתית וכדומה.
רכיבי IoT מסוגלים לאסוף ולספק כמויות עצומות של נתונים באמצעות טכנולוגיות תקשורת מתקדמות, אותן ניתן לנתח לצורך קבלת החלטות מושכלות. הכמויות העצומות של נתונים הטרוגניים הנאספים ממכשירים שונים בסביבות חכמות, דורשות שירותי מחשוב ענן, ולכן שירותי ענן מהווים טכנולוגיה קריטית לתשתית הפיזית של סביבה חכמה. פריסת סביבה חכמה מחייבת שילוב של ענן מבוזר ורשת קוד פתוח מבוזרת. באמצעות ניתוח Big Data, (נתונים מבוזרים, המגיעים ממקורות רבים), ניתן ליישם טכניקות למידה עמוקה וכך לקבל הערכה מדויקת של יעילות אנרגטית והדרכים לצמצם אותה עוד יותר כדי לעמוד ביעדי המערכת.
האתגר בכמות הנתונים הגדולים המצטברים הוא חיזוי והערכת האנרגיה הנדרשת לניתוח הנתונים שנאספו. יש צורך בניתוח מהיר של Big Data. אם נפח ה Big Data יגדל, זה יגדיל באופן ניכר את העלות והמשאבים הנדרשים לניתוח. דרישות ה-Big Data של IoT זקוקות לקיבולת אחסון, ורוחב פס רחב לשידור, על מנת לאפשר את IoT בכל מקום. אחסון המידע בענן מאפשר חסכון ברוחב פס של תשתיות סלולאריות, בכך שהוא מיתר שליחה של נתונים חופפים או כפולים, ובכך להוזיל את עלויות החיבור של אמצעי ה IoT לרשת.
איור 1 :Connectivity Cloud WAGO
קישוריות הענן של WAGO קרדיט: COMTEL ISRAEL
לשימוש בטכנולוגית IoT בענן לצורך עיבוד ושידור גדול כזה של נתונים יש יתרונות גדולים. ביניהם חיסכון במשאבי טבע, מזעור ההשפעה הטכנולוגית על הסביבה ובריאות האדם, והפחתת עלויות. כך למשל, ניתן להוביל לירידה בצריכת החשמל של ארגונים, לשפר את איכות החיים בערים חכמות, ולתרום להפוך את העולם לירוק יותר על ידי הפחתת סכנות הזיהום, ייצור בר-קיימא יותר ובאופן קולקטיבי להפוך את העולם למקום בטוח יותר לחיות בו. דוגמאות נוספות הן, למשל, שיפור הטרנספורמציה הציבורית, הפחתת עומסי התנועה, יצירת שירותים עירוניים חסכוניים, שמירה על בטיחות ובריאות אזרחים, הפחתת צריכת אנרגיה, שיפור מערכות הניטור, והפחתת הזיהום, וכן שיפורים סביבתיים, כגון, צריכת אנרגיה, פליטת פחמן, חיסכון באנרגיה, מסחר, הפחתת פחמן וטביעת רגל, ועוד ועוד. כל זה באמצעות העברת נתונים ממכשירי IoT, איסוף מידע רב מהם והצגתו בפרוטוקולי שימוש, ולאחר מכן תכנון מדיניות חסכונית באנרגיה. למעשה, רכיבי IoT לעיתים מיישמים רשת תקשורת גלובלית סביבתית, וסביבת מחשוב בלתי נראית הבנויה בהתאם לחיישנים חכמים, בקרים, מצלמות, תוכנות, מסדי נתונים ומרכזי נתונים בערים חכמות (Almalki, F.A., Alsamhi, S.H., Sahal, R. et al. , 2021).
כיצד קשורים IoT ושרותי ענן?
הסבר של הקשר בין IoT, Big Data וענן בפשטות הוא: IoT הוא מקור הנתונים, Big Data היא פלטפורמה אנליטית של נתונים, ומחשוב ענן הוא המיקום לאחסון, קנה מידה ומהירות גישה. טכנולוגיית מחשוב ענן, בעלת התכונות והשירותים הבלתי מוגבלים, נחשבת לתשתית הטובה ביותר עבור מערכות IoT. כיום רוב בקרי ה IoT המשמשים לחישה, ניהול ובקרה מאחסנים את נתוניהם בענן.
מחשוב ענן הוא יתרון כלכלי, מכיוון שאינו דורש תשתית באתר לאחסון, עיבוד וניתוח. הקשר בין IoT, Big Data ומחשוב ענן יוצר הזדמנויות רבות לעסקים לרתום צמיחה אקספוננציאלית. כל הטכנולוגיות הללו משפיעות באופן חיובי על כלכלות וחברות. ניתן לראות את זה באופן בולט גם בתחום החקלאות: קיומם של יישומים ומודלים חכמים מבוססי ענן עוזר לחקלאים לשלוט ביבול. באמצעות איסוף נתונים וניתוחם הם מסוגלים להעניק תגובה טובה יותר במענה לבעיות הנובעות ממזג אוויר ומחלות של גידולים שונים. כך, גם בחקלאות, יישומי ה-IoT מובילים להגדלת ייצור היבול ומצמצמים את האובדן (M. Tawalbeh, M. Quwaider & L. A. Tawalbeh, 2021).
איור 2:Wago Cloude Integration at production site as well as the office אינטגרצית ענן שלמה של WAGO בקווי ייצור וכן במשרד קרדיט: COMTEL ISRAEL
מערכת IoT וענן – לא רק לאנשי IT!
השימוש בשירותי ענן למערכות IoT אינו בהכרח בלעדי לאנשי IT! חברת WAGO הגרמנית פיתחה שירותי ענן (Claud), ומציעה למשתמש מערכת IoT מלאה אשר, יחד עם בקרי PFC ולוחות הבקרה, מקלה על חיבור למכונות ומערכות, ומאפשרת תפעול ובקרה של בנינים וניהול מבנים מבוססי ענן. מערכת WAGO CLOUD מאפשרת למשתמש לאסוף ולנתח את הנתונים של מכונות שונות ונלטר בקלות את בקרי WAGO ואת הנתונים והיישומים שלהם. כל זאת בקלות ובפשטות כך שלא נדרש ניסיון ומשאבי IT! באמצעות חיבור בקרי WAGO לענן WAGO Cloud, המתבצע תוך דקות ספורות, ניתן לאחר מכן להקצות אותם ללקוח, לאתר ולמערכת, לעקוב אחר פרמטרי חיבור ולעבד נתונים. כמו כן, ישנן פונקציות אזעקה והתראה המאפשרות למשתמש להגיב במהירות למקרים חריגים.
מערכת WAGO CLOUD מאפשרת לבצע הדמיה ולהשוות את נתוני המחשב והמערכת של המשתמש באופן ממורכז, וכן לייצג את הנתונים הנמדדים לאורך זמן בצורה גרפית, וליצור סקירה גרפית של מיקומי הבקרים ומצבי החיבור.
איור 3 :שרשרת האוטומציה – Chain Automation קרדיט: COMTEL ISRAEL
המערכת הנוכחית של WAGO מותאמת כבר לדרישות העתיד! התקשורת בין בקרי PFC לספקי ענן מתבצעת באמצעות פרוטוקול MQTT ומוצפנת באמצעות TLS 1.2. נתוני חיבור בענן מוגדרים באמצעות ניהול מבוסס אינטרנט (WBM). תוכנת ההנדסה של WAGO e!COCKPIT כוללת ספריות מתאימות לציון המשתנים להעברה לענן בתוכנת ה-PLC, המאפשרות למתכנת ה-PLC לשמור על שליטה מלאה. כמו כן ניתן להעביר מידע מהבקר, כגון הפעלה/עצירה, מצב חיבור ומידע על המכשיר, לפתרון ענן באמצעות קישוריות ענן או להפיץ על ידי מתווך MQTT.
גישה מרחוק
מערכת WAGO CLOUD מאפשרת למשתמש לקבל גישה לתצורות מקומיות ולהדמיות באמצעות גישה מרחוק ללא תצורה של תשתית IT הגוזלת זמן! ניתן להשתמש בדפדפן האינטרנט על מנת להגדיר, לשלוט ולנטר בקלות את המערכת מרחוק. הגישה, כמובן, הנה תחת הרשאה בלבד, כאשר ישנן רמות הרשאה שונות.
ביצועים עקביים ואבטחה גבוהה!
מערכת WAGO Cloud מבוססת על פלטפורמת הענן המבוססת של Microsoft Azure וכן ניתנת להרחבה במונחים של כוח מחשוב, אחסון נתונים, ביצוע פעולות, זמינות ותקני אבטחה, דבר שמאפשר לפלטפורמה זו יתרונות רבים, ביניהם:
- “תמיד מעודכן” – כל בקר נדרש לעדכוני תוכנה לצורך הבטחת זמינות מלאה וחופש מתקלות תכן ו\או אבטחה. עדכוני תוכנה מבוצעים מרחוק. באמצעות בקרי WAGO ניתן במספר קליקים בודדים להפיץ יישום קיים למספר בקרים ולבחור בין עדכון קושחה מהענן אוטומטי או באופן ידני דרך האתר.
- זמינות גבוהה של שירותי ענן (מעל 99%)
- אירוח במרכז הנתונים של Microsoft
- אבטחה גבוהה – עמידה בתקני אבטחה, המאומתים (באמצעות בדיקת פריצה) בין היתר על ידי TÜV Rheinland I-Secure GmbH .
- ניטור וניהול מרכזי של מכשירי IoT – תצוגה של בקרים מחוברים ופרטי חיבור רלוונטיים
- ידידותי למשתמש: ניתן לצפות בכל הפונקציות במבט חטוף הודות למבנה היישום האינטואיטיבי
- הקצאות לפי משתמשים או לפי תפקיד באופן פשוט
- איסוף וניתוח נתונים באופן מרכזי לשקיפות גדולה יותר ומיטוב תהליכים
- הפעלת אזעקות על ידי זיהוי אוטומטי של התרעות והודעות תקלה
- אבחון ותחזוקה מרחוק עבור כל מכשירי ה- IoTהמחוברים
- ייצוא נתונים באופן פשוט וגמיש דרך ממשק RESTful API לתוכנות צד שלישי.
- התאמה אישית של לוח המחוונים עם מגוון אפשרויות תצוגת נתונים;
- תמחור ברור לחלוטין באמצעות מודל נקודות רישיון ברור – משלמים רק על אפליקציות שבוחרים
איור 4 :Overview Box IoT – Dashboard WAGO
לוח מחוונים גרפי של WAGO – הצגה גרפית של נתוני ה IoT קרדיט: COMTEL ISRAEL
חברת WAGO מספקת גם את התוכנה וגם את החומרה, וכך מאפשרת בית הנותן מענה שלם, ברמה הגבוהה ביותר, ובעלת האבטחה הגבוהה ביותר, המתאימה לכל דרישות הלקוח. כך למשל חברת Avacon Natur GmbH הגרמנית, ספקית שירותי אנרגיה ומפעילה מפעלי CHP, רשתות חימום ומערכות שירותי חימום, משתמשת ב WAGO Cloud לצורך ניתוח נתונים של מערכות האנרגיה ורשתות החימום שלה. לארס באומן, מנהל צוות ניהול הנכסים ב Avacon Natur GmbH, מתאר: “פתרון WAGO Cloud שפותח עבורנו הוא פתרון מותאם שעדיין מאפשר מדרגיות בלתי מוגבלת”. הענן מאחסן את כל נתוני המדידה, ומספק ממשק למערכת ניהול נתוני האנרגיה של Avacon Natur, הפועלת גם היא על פלטפורמת Microsoft Azure. הבקר PFC200 של WAGO אוסף גם נתוני מדידה (כמויות חום, קצבי זרימה, טמפרטורות אספקה/חזרה) וגם נתוני מנוע ממפעליCHP , וכך גם העובדים במטה החברה וגם טכנאי השירות המקומיים מסוגלים לפקח על מערכות האנרגיה. מערכתWAGO CLOUD היא החיבור שלך לעולם הדיגיטלי של ה-IOT!
