Công nghệ thông tin và công nghệ vận hành có thể đồng hành với nhau, nhưng nhu cầu khác nhau. Khả năng hiển thị công nghiệp, kết nối, khả năng mở rộng, tính di động không dây, thu thập dữ liệu từ xa và phân tích dữ liệu là một trong những lợi ích. Bài viết này chúng ta sẽ cùng nhau xem 7 lợi ích của luồng dữ liệu IT / OT và ảnh hưởng của nó đến hệ thống mạng như thế nào nhé ?
Sự Hội tụ IoT / IIoT và IT / OT tiếp tục thu hút sự chú ý vì những lợi ích tiềm năng mà chúng mang lại. IoT (Internet vạn vật) và IT (công nghệ thông tin) gắn với mạng lấy dữ liệu làm trung tâm; IIoT (Internet vạn vật công nghiệp) và OT (công nghệ vận hành) được liên kết với các mạng công nghiệp như hệ thống kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) được sử dụng để giám sát và điều khiển các thiết bị công nghiệp.
Mạng IT và OT đã từng là những bộ phận khác biệt rõ ràng với các kiến trúc, giao thức, tiêu chuẩn, hệ thống cáp và kết nối riêng. Nhiều hệ thống OT có xu hướng được sở hữu độc quyền và nhà cung cấp kiểm soát. Với sự gia tăng của các ứng dụng Ethernet công nghiệp, chẳng hạn như Modbus TCP / IP, EtherCAT, EtherNet / IP và Profinet và các cảm biến IIoT thông minh dựa trên mạng có thể thu thập và truyền thông tin sản xuất quan trọng để phân tích thời gian thực từ mọi nơi, thế giới IT và OT đang hợp nhất thành một.
7 lợi ích của luồng dữ liệu IT / OT
Trong khi các mạng OT vẫn sẽ thực hiện các chức năng như giám sát và điều khiển máy công nghiệp và thiết bị hiện trường ở cấp I / O như rơle, đồng hồ đo lưu lượng điện tử, bộ đo từ xa (RTU) và bộ điều khiển logic lập trình được (PLC), Ethernet và cảm biến thông minh chuyển các hệ thống này khỏi môi trường độc quyền sang một trong các giao thức và tiêu chuẩn mở.
Điều này cho phép dữ liệu di chuyển tự do hơn, từ cảm biến trường đến đường trục của nhà máy và tới mạng IT và cuối cùng là mạng của nhà cung cấp dịch vụ internet (ISP) và đám mây. Việc trao đổi dữ liệu này là nền tảng của sự hội tụ IT / OT cho phép:
- Khả năng hiển thị thông tin công nghiệp theo thời gian thực từ bất kỳ vị trí nào
- Kết nối nhiều địa điểm và cơ sở
- Khả năng mở rộng để tiếp cận với nhiều môi trường hơn
- Truyền thông không dây để di chuyển trên sàn nhà máy
- Thu thập dữ liệu từ các trang web từ xa thông qua công nghệ di động 4G / 5G
- Phân tích dữ liệu thông qua nhiều thiết bị hơn và các ứng dụng hệ thống back-end
- Tiêu chuẩn hóa và triển khai nhanh chóng để có thời gian đưa ra thị trường nhanh hơn
Những khả năng này mở đường cho việc lập kế hoạch và ra quyết định nâng cao, cải thiện hiệu quả, ít thời gian ngừng hoạt động hơn, giảm bảo trì và năng suất tốt hơn, giúp giảm chi phí và tối đa hóa lợi nhuận.
Để thúc đẩy sự hội tụ IT / OT, các bộ phận IT và OT trong một công ty sản xuất cần phải kết hợp với nhau để đảm bảo cả hai mạng được thiết kế và triển khai theo cách làm cho dữ liệu có thể truy cập, có ý nghĩa và an toàn. Yếu tố chính là hiểu rằng vì dữ liệu hiện ở định dạng chung có thể truyền qua mạng IT và OT và internet, hệ thống cáp và kết nối bao gồm các mạng này, cũng như môi trường mà chúng cư trú và các cân nhắc thử nghiệm, không một và giống nhau.
Hình 1: Phân loại môi trường MICE giúp thiết kế các thành phần mạng và cáp công nghiệp. MICE là viết tắt của cơ học, xâm nhập, khí hậu / hóa học và điện từ. Được phép: Fluke Networks
Sự đa dạng cáp và đầu nối công nghiệp
Cáp trong nhà máy bao gồm mạng OT phải chịu các điều kiện khắc nghiệt hơn. Ngoài nhà xưởng hoặc trong cơ sở chế biến, cáp và đầu nối được sử dụng để kết nối các thiết bị và thiết bị trong lĩnh vực công nghiệp phải đủ chắc chắn để chịu được nhiều yếu tố khác nhau bao gồm rung động, nhiệt độ khắc nghiệt, chất lỏng, bụi, hóa chất và nhiễu.
Tiêu chuẩn công nghiệp ANSI / TIA-1005 và ISO / IEC 11801 sử dụng các thông số kỹ thuật cơ học, xâm nhập, khí hậu / hóa học, điện từ (MICE) để phân loại các thành phần dựa trên các yếu tố như rung, lực và va đập (cơ học); bảo vệ chống bụi và chất lỏng (xâm nhập); nhiệt độ, bức xạ và chất ô nhiễm (khí hậu / hóa chất) và nhiễu tiếng ồn (điện từ). Các thông số xác định các mức độ khác nhau của điều kiện môi trường và mức MICE liên quan,
Môi trường MICE 2 và MICE 3 bao gồm mạng OT yêu cầu các đầu nối Ethernet khác nhau so với các đầu nối được sử dụng trong mạng IT MICE 1. Không giống như đầu nối RJ45 cấp thương mại thông thường được sử dụng để kết nối máy tính và thiết bị trong văn phòng, đầu nối RJ45 cấp công nghiệp thường bao gồm các tính năng như vỏ nhựa nhiệt dẻo chịu hóa chất và con dấu IP67 để bảo vệ chống xâm nhập. Mạng OT cũng sử dụng đầu nối khóa M12 cho các kết nối I / O trên thiết bị công nghiệp vì chúng bền hơn và được thiết kế tốt hơn để xử lý rung động liên tục kể từ khi chúng được khóa vào vị trí.
Lợi ích của thiết kế mới cáp Ethernet công nghiệp
Cáp Ethernet công nghiệp không khác gì so với cáp Ethernet cấp thương mại về khả năng truyền dữ liệu, nhưng kết cấu cáp có vỏ bọc phổ biến hơn đối với cáp đồng trong mạng OT do nhiễu điện từ từ rơ le chuyển mạch, ổ đĩa AC và các nguồn nhiễu khác.
Cáp Ethernet công nghiệp cũng có thể có xếp hạng nhiệt độ và chất liệu áo khoác khác nhau tùy thuộc vào môi trường nơi triển khai. Vật liệu làm áo khoác polyurethane ethylene fluorinated ethylene (FEP), nhựa dẻo đàn hồi (TPE) và polyurethane (PUR) có phạm vi nhiệt độ, tính linh hoạt và khả năng chống mài mòn và hóa chất cao hơn nhiều so với polyvinyl chloride (PVC) được sử dụng cho cáp cấp thương mại. Các ứng dụng trong đó cáp thường xuyên bị uốn, uốn và xoắn (ví dụ như robot và các ứng dụng chuyển động lặp lại khác) có thể yêu cầu cáp có độ uốn dẻo cao chứa số lượng sợi cao hơn trên mỗi ruột dẫn.
Các vấn đề về cáp công nghiệp, tầm quan trọng của thử nghiệm
Kiểm tra từ lâu đã trở thành một thực tiễn tốt nhất cho các mạng IT để đảm bảo Cáp trong nhà máy được lắp đặt chính xác, sẽ hỗ trợ ứng dụng và tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp. Kiểm tra mạng thường được yêu cầu để bảo hành của nhà cung cấp. Tầm quan trọng của thử nghiệm áp dụng cho các mạng OT ngày nay, đặc biệt là xem xét hơn một nửa các vấn đề về Ethernet công nghiệp có thể bắt nguồn từ hệ thống cáp.
Một số vấn đề phổ biến gặp phải với hệ thống cáp bao gồm:
- Kết nối sai hoặc kết thúc kém ngăn cản sự liên tục qua các lần mở, ngắn, cặp đảo ngược, cặp chéo hoặc cặp tách
- Cáp vượt quá yêu cầu về độ dài cho một ứng dụng cụ thể, có thể dẫn đến tín hiệu yếu và thời gian trễ
- Nhiễu xuyên âm giữa các cặp trong cáp do nhiễu điện từ có thể ngăn cản việc truyền tín hiệu thích hợp
- Các vấn đề về tính toàn vẹn của tấm chắn gây ra khi có sự cố đứt gãy trong tính liên tục của tấm chắn cáp có thể làm tăng nhiễu xuyên âm
- Sự mất cân bằng tín hiệu có thể gây ra nhiễu điện từ (EMI) làm sai lệch tín hiệu đến mức thiết bị nhận không thể nhận ra chúng.
Các nhà quản lý IT và OT cần phải ở cùng một trang khi nói đến thử nghiệm. Điều này bao gồm đào tạo và trang bị kỹ thuật viên phù hợp với những người kiểm tra chất lượng có khả năng kết nối với cả đầu nối RJ45 và M12 và kiểm tra tính liên tục, độ dài, xuyên âm và tính toàn vẹn của lá chắn.
Vì các thông số cân bằng được sử dụng để kiểm tra nhiễu điện từ (chữ “E” trong MICE), nên việc lựa chọn một máy kiểm tra có khả năng kiểm tra sự cân bằng ở các mức môi trường khác nhau cũng là một điều cần cân nhắc. Kiểm tra cáp thích hợp của mạng IT / OT hội tụ có thể giúp ngăn chặn thời gian chết ngoài kế hoạch, đảm bảo nhiều thời gian hoạt động hơn và giải quyết sự cố nhanh hơn.
