Le parcours IIoT commence par la télémétrie à distance

La première règle du contrôle de supervision et de l'acquisition de données (SCADA) est que les communications échoueront. L'un des défis est que les volumes croissants de données imposent des charges croissantes à la fois sur le serveur principal et sur les réseaux de communication qui y sont connectés.

Ici, Craig Abbot, directeur des ventes pour la région Asie chez Ovarro , explique pourquoi les unités de télémétrie à distance (RTU) sont essentielles pour minimiser la congestion dans les applications intelligentes d'alimentation, de services publics, de diffusion et de transport.

L'Internet des objets (IoT) a pour objectif de rapporter des données à partir de capteurs à faible coût via des liaisons de communication et dans d'énormes bases de données dans le cloud pour analyse. Avec plus de données, l'objectif est de glaner des informations supplémentaires pour aider à optimiser les usines de traitement, les villes ou même la vie quotidienne.

Il est extrêmement précieux de pouvoir optimiser les opérations et de détecter et de répondre plus rapidement aux problèmes imminents.

C'est pourquoi les RTU sont utilisées depuis des décennies pour surveiller la consommation d'énergie et la batterie de secours des tours de télécommunications. Dans une usine de traitement couverte par un réseau Wi-Fi ou 5G, avec des serveurs dans le cloud ou dans une salle de contrôle climatisée à proximité, les RTU collectent des informations sur les actifs critiques. En cas de panne du réseau, le RTU permet aux opérateurs de continuer à surveiller les actifs pour assurer un fonctionnement continu et ininterrompu.

Les RTU fonctionnent sur le principe simple que, si l'état d'un actif est compris, il peut être géré efficacement et réagir rapidement au changement. Plus récemment, ils ont été déployés sur les tours d'éoliennes pour surveiller la production, plutôt que la consommation, à chacune.

La RTU doit avoir une capacité suffisante pour gérer le nombre limité de points d'entrée/sortie (E/S) requis dans chaque tour de production d'électricité. Dans le secteur manufacturier, l'IoT industriel (IIoT) offre des avantages similaires pour une vaste gamme d'équipements tels que les pompes, les vannes, les compresseurs et même les voies ferrées et l'eau potable. Mais il y a des défis, l'un étant la cybersécurité.

Cyber ​​sécurité et RTU

De nombreuses applications industrielles concernent la sécurité publique comme le transport de personnes ou de matières dangereuses ou la production d'aliments, de boissons et de médicaments pour la consommation humaine. Les risques de tout accès externe aux systèmes de contrôle peuvent empêcher la connectivité ouverte qui est un moteur essentiel pour l'IoT.

Un autre défi est l'augmentation des volumes de données, avec des charges croissantes à la fois sur le serveur principal et sur les réseaux de communication qui s'y connectent.

Les RTU collectent les données des capteurs sur le site distant et les traitent pour une réponse locale immédiate. Il n'y a pas de latence pour envoyer des données à un serveur central et attendre qu'il réponde. Il résout également le problème des pannes lorsqu'il n'y a pas de lien avec le serveur principal. Les RTU sont autonomes et peuvent maintenir le contrôle local pendant de longues périodes sans surveillance de supervision.

Ce sont également des concentrateurs de données, mais l'envoi de chaque échantillon de données à un serveur principal surchargera rapidement un lien de communication. Au lieu de cela, les RTU minimisent la congestion en concentrant les données uniquement sur ce qui est nécessaire.

Réponse plus rapide et à faible latence

Une RTU peut échantillonner le niveau d'un réservoir d'eau ou la tension d'une ligne électrique de train plusieurs fois par seconde à des fins d'alarme et de contrôle, et n'envoyer des informations clés qu'au serveur principal.

Cela permet de réduire au minimum le trafic de communication. Par exemple, l'envoi d'un minimum, d'un maximum, d'une moyenne, d'un total et d'un écart type pour un point de données chaque heure, plutôt qu'un échantillon d'une seconde, réduit le trafic de communication de 99,9 %. Cela permet aux RTU de fournir un aperçu des systèmes distants lorsqu'il n'y a pratiquement pas de bande passante disponible.

En tant qu'outils d'analyse, les RTU collectent les données des capteurs locaux, les analysent puis réagissent au changement. Les algorithmes typiques utilisés aujourd'hui sont liés au contrôle de processus, tout comme un contrôleur logique programmable (PLC). Au fur et à mesure que l'IIoT évolue, des fonctions de plus en plus variées sont développées.

Par exemple, le Martin-pêcheur Le CP-35 exécute un système d'exploitation Linux sur un processeur à 1 GHz.

Il s'agit d'une puissance de traitement importante disponible sur le terrain, dédiée à l'analyse des données à partir d'un emplacement unique. Une flotte de 100 de ces RTU sur un réseau offre une puissance de traitement de 100 GHz. La première règle du SCADA est que les communications échoueront. En plus d'être des contrôleurs autonomes, les RTU doivent être des enregistreurs de données.

Lorsqu'elle est hors ligne, une RTU conserve une mémoire de données qui doivent être envoyées au serveur central, en les téléchargeant plus tard, une fois le lien restauré. Les dernières RTU peuvent stocker des centaines de milliers, voire des millions, d'événements. Pour mettre cela en perspective, 100 000 événements représentent environ 140 jours de moyennes horaires provenant de 30 capteurs distants.

Dans l'IoT, le rôle d'un ordinateur de périphérie est de prétraiter les données et d'agir avant que les données ne soient transmises au serveur principal. Cela permet une réponse plus rapide et à faible latence, et minimise le trafic entre le serveur central et la périphérie.

C'est exactement le rôle qu'une RTU peut remplir dans l'IIoT. Avec des fonctions de protection et de sécurité adéquates, ces minimiseurs d'encombrement peuvent maintenir la première règle de SCADA selon laquelle les communications échoueront autant que possible.

L'auteur est Craig Abbot, directeur des ventes pour la région Asie chez Ovarro .