4G-fjernovervågning af ubemandede anlæg: arkitektur og tjekliste
Sådan forbinder du et ubemandet anlæg via 4G: udgående forbindelser eller VPN, strøm, alarmer, buffering offline og hvilke ICP DAS-enheder der passer.
MQTT vs OPC UA: sådan får du maskindata ind i IT-systemer
Sådan adskiller MQTT og OPC UA sig i kommunikationsmodel, databeskrivelse og sikkerhed, og hvilke ICP DAS-enheder der understøtter hver protokol.
Udgivet
De fleste automationsprojekter skal før eller siden levere maskindata til systemer uden for styringsnetværket: en SCADA-server, et MES, en database eller en cloudplatform. To protokoller dominerer den opgave. Denne artikel sammenligner MQTT og OPC UA i praksis: hvordan de kommunikerer, hvordan data beskrives og sikres, og hvilke systemer der typisk modtager dem. Til sidst får du et overblik over ICP DAS-enheder, der understøtter den ene eller begge protokoller.
To forskellige kommunikationsmodeller
MQTT er en publish/subscribe-protokol. Enhederne forbinder sig som klienter til en central broker og publicerer beskeder på topics som site1/line2/press4/temperature. Applikationer, der abonnerer på et topic, modtager dets beskeder. Publishers og subscribers behøver ikke at kende hinanden. Standardportene er 1883 for ren TCP og 8883 for MQTT over TLS.
OPC UA bruges for det meste som client/server. Enheden eller gatewayen kører en OPC UA-server, og en klient, fx et SCADA-system, forbinder sig til den, gennemser adresserummet, læser og skriver værdier og abonnerer på ændringer. Standardporten er 4840. Specifikationen definerer også en publish/subscribe-tilstand, men de fleste installerede servere og klienter bruger client/server.
Det har betydning for netværksdesignet. Med MQTT er det feltenheden, der åbner forbindelsen, hvilket passer til anlæg bag NAT eller en firewall, der kun tillader udgående trafik. Med OPC UA client/server skal klienten kunne nå serveren, så de to står normalt på samme netværk eller er forbundet via VPN.
Informationsmodel kontra payload
MQTT transporterer bytes. Protokollen definerer ikke, hvad en besked indeholder, så topic-struktur, payload-format (ofte JSON), enheder og tidsstempler skal aftales mellem afsender og modtager. Konventioner som Sparkplug B tilføjer en defineret payload, men kun hvis begge sider understøtter dem.
OPC UA indeholder en informationsmodel. Hver værdi er en node med datatype, tidsstempel, statuskode og valgfrie attributter som teknisk enhed og beskrivelse. En klient kan gennemse serveren for at se, hvad der er tilgængeligt, uden en separat registerliste.
I praksis er MQTT hurtigt at sætte op og fleksibelt, men dokumentationen af topics og payloads er din opgave. OPC UA kræver mere konfiguration på begge sider, men data beskriver sig selv.
Sikkerhed
MQTT bygger på TLS til kryptering, brugernavn og adgangskode eller klientcertifikater til autentificering og adgangsregler i brokeren, der styrer, hvem der må publicere eller abonnere på hvilke topics. OPC UA har sikkerheden indbygget i protokollen: applikationscertifikater, sikkerhedstilstandene None, Sign og SignAndEncrypt samt brugerautentificering. I begge tilfælde virker beskyttelsen kun, når den er konfigureret. En broker på port 1883 uden autentificering eller et OPC UA-endpoint med sikkerhedstilstanden None står åbent for alle, der kan nå det.
MQTT vs OPC UA i overblik
| MQTT | OPC UA | |
|---|---|---|
| Model | Publish/subscribe via en broker | Client/server (PubSub valgfrit) |
| Forbindelsesretning | Enheden forbinder udad til brokeren | Klienten forbinder til serveren i enheden |
| Standardporte | 1883, 8883 (TLS) | 4840 |
| Databeskrivelse | Topics og payload defineres af brugeren | Informationsmodel med typer, enheder, tidsstempler og status |
| Leveringsmuligheder | QoS 0, 1 og 2, retained messages, last will | Abonnementer med sampling- og publiceringsintervaller |
| Typiske modtagere | Brokere, cloud-IoT-tjenester, databaser, IT-applikationer | SCADA, MES, historians, HMI'er med OPC UA-klient |
Valg til dit projekt
- Vælg MQTT, når mange distribuerede enheder sender data til et centralt system eller en cloud, når anlæg forbindes via 4G eller internettet, eller når IT allerede driver en broker.
- Vælg OPC UA, når et SCADA, MES eller historian på fabriksnetværket skal læse strukturerede data via sin OPC UA-klient.
- Brug begge, når de samme data skal bruges både i produktionen og i IT. En kommunikationsserver kan levere OPC UA til SCADA og samtidig publicere de samme værdier til en broker.
Undersøg, hvad det modtagende system understøtter, før du vælger felthardware. Det er som regel modtageren, der bestemmer protokollen.
ICP DAS-enheder med MQTT og OPC UA
Begge protokoller i én enhed
Kommunikationsserverne i UA-serien (UA-2241M, UA-2841M, UA-5231M og UA-7231M) læser data via Modbus TCP, Modbus RTU/ASCII, MQTT og EtherNet/IP og stiller dem til rådighed via OPC UA-server, MQTT og SNMP samtidig. De har indbygget MQTT-broker, skriver data til databaser som MS SQL, MySQL og MariaDB med gendannelse af offline-data og understøtter HTTPS, OpenVPN-klient og IP-whitelists.
ICP DAS' OPC UA I/O-moduler som U-7526M (AI, AO, DI og DO) og U-7544M (8 DI og 8 DO) kombinerer indbygget I/O med OPC UA-server og -klient, MQTT-klient og RESTful API, som kan køre samtidig. De har en Ethernet-switch med to porte, kan forsynes via PoE og understøtter IF-THEN-ELSE-regler.
MQTT på enhedsniveau
- WISE edge-controllere som WISE-5231M og WISE-2841M: MQTT-klient med publish, subscribe og SSL samt Modbus TCP/RTU og SNMP.
- WISE-75xxM I/O-moduler som WISE-7526M: MQTT-klient (uden SSL) og Modbus TCP.
- ET-2200 Ethernet-I/O som ET-2217: publicerer I/O-status, abonnerer på topics og genopretter forbindelsen automatisk.
- ETS-7200 cybersikker I/O som ETS-7255: MQTT med valgfri TLS, Modbus TCP/TLS og HTTPS.
- MQ-7200M moduler som MQ-7244M: MQTT 3.1 og Modbus TCP.
- CL-200 dataloggere som CL-202-E til CO2, temperatur og luftfugtighed: Modbus TCP og MQTT over Ethernet.
På modtagersiden er BRK-2841M en dedikeret MQTT-broker til MQTT 3.1, 3.1.1 og 5.0 med QoS, retained messages, last will, autentificering, kryptering og bridging. Den skriver til databaser som MySQL og bufferlagrer data på microSD under udfald.
OPC UA i controllere
Win-GRAF PAC'er som XP-9188-IoT og RPAC-2658M afvikler programmer efter IEC 61131-3 og har indbygget OPC UA-server, så styring og dataadgang håndteres i én enhed.
Send os en beskrivelse af dine datakilder og det modtagende system, så foreslår vores tekniske salgsteam en passende kombination.
Produkter til denne anvendelse
PET-7017-10 CR
PET-7017-10 PoE Ethernet I/O Module, 10/20-ch Analog Input
Almindelig pris:
2.137,59 kr.
pr. stk. · mængderabat fra 10 stk.
The PET-7017-10 is a PoE-powered Ethernet analog input module for engineers who need voltage or current measurement on a networked I/O node. Its inputs can be set as 10 differential or 20 single-ended channels in software, and each channel can be given its own range, so one module can serve mixed sensor types on the same network.Each channel offers a choice of voltage ranges from ±150 mV to ±10 V and current ranges of ±20 mA, 0 ~ 20 mA and 4 ~ 20 mA, selected with jumpers. Resolution is 16-bit, and the module has two sampling modes: normal mode at 10 Hz total and fast mode at 50 Hz total. Open wire detection is available for 4 ~ 20 mA inputs, and differential channels are rated for 240 Vrms overvoltage protection.Configuration and monitoring are handled through a built-in web server with Web HMI, and the module supports Modbus TCP and Modbus UDP. Access is controlled by ID, password and IP filter. The unit is powered either from PoE (IEEE 802.3af, Class 1) or from a +12 ~ +48 VDC terminal block, and it mounts on a DIN rail.ApplicationsBuilding automationFactory automationMachine automationRemote maintenanceRemote diagnosisTesting equipment
AR-200 CR
AR-200 Accelerometer Data Logger, 2-ch IEPE Input
Almindelig pris:
4.484,46 kr.
pr. stk. · mængderabat fra 10 stk.
AR-200 CR is a dynamic signal acquisition module for vibration monitoring and analysis. It accepts two IEPE accelerometers, each supplied with a built-in 3 mA excitation current, and digitises the signals with a 16-bit converter. Sampling of both channels runs simultaneously, at rates up to 200 kHz per channel.Recordings are written to a Micro SD card, so data can be taken away and analysed offline. Capture can be started by a push button, a schedule, an analog threshold, a digital input or a remote command from the supplied utility on a host PC, which also lets you set the sampling rate and scheduling for each application. A single relay output and one digital input add basic event handling to the unit.The logger suits panel or machine installations that need to run unattended. It works from a wide +10 to +30 VDC supply, operates from -25 to +75 °C, and provides 4 kV contact ESD protection on all terminals. Mounting is by wall or DIN-rail.ApplicationsVibration monitoring and analysisIndustrial automationFactory automationProcess automation
AR-400 CR
AR-400 Accelerometer Data Logger, 4-ch IEPE Input
Almindelig pris:
5.119,76 kr.
pr. stk. · mængderabat fra 10 stk.
The AR-400 is a dynamic signal acquisition module for vibration monitoring and analysis. It samples four channels simultaneously with 16-bit resolution and supplies a built-in 3 mA excitation current for IEPE accelerometers, so compatible sensors can be connected directly without an external supply.Acquired data is written to a micro SDHC card (4 to 32 GB), allowing offline analysis after capture. Recording can be started by push button, schedule, analog threshold, digital input or remote trigger from the utility software installed on a host PC, which also handles sample rate and sampling schedule settings.Suited to condition monitoring setups where vibration data must be captured at defined times or on defined events.Includes a relay output (Form A, 5A@250 VAC) and a digital input for use within trigger or control logic.ApplicationsVibration monitoring and analysisIndustrial automationFactory automationProcess automation
ASO-0051
ASO-0051 180° Hold-Down Clip (include 50 pcs)
Almindelig pris:
179,38 kr.
pr. stk. · mængderabat fra 10 stk.
180° Hold-Down Clip (include 50 pcs).
Mere om Fjernovervågning og IIoT
Lokal logik og alarmer uden PLC: IF-THEN-regler på WISE-moduler
Sådan klarer IF-THEN-ELSE-regler, konfigureret i browseren, lokal logik, logning og alarmer på WISE-moduler – med et konkret eksempel og begrænsningerne.
Brug for hjælp til at vælge?
Vi kender ICP DAS-sortimentet og hjælper jer med at finde det rigtige modul, tilbehør eller reservedel.
Kontakt teknisk salgTil erhvervskunder
- Mængderabat trækkes automatisk
- Momsfri levering i EU med verificeret momsnummer
- Datablade og fulde specifikationer på alle produkter