Funkce měření a řízení Internetu v reálném čase udržuje zařízení IoT v rámci přípustné škály konfigurace softwaru SetPoint prostřednictvím procesu řízení uzavřených v reálném čase. Zařízení může být součástí většího fyzického systému, který je ovládán softwarem, který obsahuje jedno nebo více síťových zařízení.
Zařízení IoT, které je náchylné k narušení z externích událostí, vyžaduje proces řízení uzavřeného cyklu, aby se zachovalo v blízkosti požadované konfigurace softwaru SetPoint. Logika ovládacího prvku cyklus měření a řízení sleduje zařízení prostřednictvím metrik senzorů a provádí opravné míry prostřednictvím akcí pohánějícího .
Tento článek poskytuje přehled architektury, vlastností a součástí cyklu procesu a řízení procesů.
Případy použití
Mezi příklady měr a řídicích smyček v akci patří:
- Inteligentní Mousetrap: aktivuje událost vypnutí depeše, když senzory rozpoznají myš.
- Senzory kouře: aktivovat automatické postřikovače při průzkumu kouře z různých senzorů.
- Power Transformer: vypne transformátor pod předpokládaným vážným Thunderstorm.
- Monitorování kanálu plynu: Otevřete ventil pro kompenzaci přetažení.
- Domácí termostat: Zvyšte průtok vytápěcího plynu při průzkumu pokojové teploty, která je pod tímto.
- Větrná turbína: použijte brzdy pro zpomalení rotoru, když se chystá dosáhnout prahové hodnoty pro upozornění na hodnotu ot./min..
- Sluneční panely: upraví úhel slunečního přípravku, protože slunce se pohybuje přes horizont a maximalizuje vygenerované vypínání.
Architektura
Smyčka měření a řízení je vymezená jako jedno abstrakce zařízení složené ze senzorů, poháněcí brzd a řadiče. Tyto smyčky se mohou integrovat s nástrojem analyzovat a optimalizovat smyčky a monitorovat a spravovat smyčky , které fungují v mnohem větším kontextu.
Vlastnosti
Smyčka měření a řízení má následující vlastnosti:
- Spustí se blízko zařízení nebo vloží do zařízení.
- Má čas cyklu v závislosti na scénáři IoT, což může být několik milisekund v časově náročném síťovém prostředí.
- Provede měření vstupu v závislosti na konfiguraci softwaru SetPoint, posledním známém měření senzoru a krátké historii časových řad každého měření.
- Přijímá příkazy z možnosti monitorovat a spravovat smyčky pro úpravu konfigurace softwaru SetPoint a imperativní příkazy pro řízení poháněcí.
- Implementuje příkazy poháněcí pro udržení stavu zařízení v případě konfigurace softwaru SetPoint.
- Nezávisí na žádném z externích systémů, aby se zajistila nízká doba a provozní autonomie.
- Může vygenerovat telemetrii, kterou budou používat kontrolní systémy.
- Pro příkazy metriky senzorů a poháněcí nástroje používá protokoly pole, jako je Modbus, RS485, EtherCAT a SERCOS.
- Může se integrovat s kontrolními systémy, jako je monitorování a Správa smyček, prostřednictvím IoT Hubch protokolů, jako jsou HTTP, MQTT a AMQP.
Komponenty
Věc IoT (zařízení) se skládá ze senzorů, poháněcí a kontroleru. Všechny tři komponenty pracují ve vzájemné spolupráci, aby se ujistili, že zařízení pracuje ve svém prostředí podle očekávání. Příkladem zařízení jsou větrné turbíny, pračky, mytí aut a cisterny pro čerpací paměťové nádrže. Příkladem může být bezpečná ot/s. ot/s, bezpečná teplota a tlak plynové nádrže a bezpečná vzdálenost pro automatické odemknutí čipových dveří.
Senzory průběžně měří aktuální podmínky zařízení a oznamují je řadiči. Příklad měření zahrnuje teplotu a tlak nádrže na úložiště zemního plynu, chytrou domácí teplotu a vlhkost nebo napravení na větrnou turbínu a míru generace energie. Vzorkovací frekvence senzorů závisí na funkci zařízení. Pomalé přepínání zařízení, jako jsou velké plynové nádrže, potřebují vzorkování s nízkou frekvencí, zatímco rychle se měnící zařízení, jako jsou třeba větrné turbíny, potřebují vzorkování s vysokou frekvencí.
Poháněcí jsou fyzické součásti, které ovlivňují stav zařízení. Příkladem může být vstupní ventil zásobníku zemního plynu, brzda, která zpomaluje rotor větrné turbíny, nebo zámek inteligentních čtecích dveří, který se zamkne, když je vlastník pryč. Kontroler zaměří poháněcí jednotky na základě měření senzorů a vnějších podnětů. Některá zařízení jenom s průzkumem nemají žádné poháněcí zařízení, takže součást smyčky není potřeba.
Logika ovládacího prvku udržuje stav zařízení v přípustném požadovaném rozsahu. Aktuální stav je vypočítán ze měření senzorů. Pokud se aktuální stav odchyluje od požadovaného stavu, kontroler provede nápravné akce odesláním příkazů do poháněcí. Mezi příklady opravných akcí patří i uzavírací ventil nádrže zemního plynu, Zapnutí domácího topení nebo použití brzd na rotor větrné turbíny. Kontroler může také generovat telemetrii a přijímat externí příkazy z monitorování a spravovat smyčky podle potřeby.