L'Internet des objets expliqué par un professeur | shoppingmaroc.net


Dr. Pospiech, comment est née l'idée de la boîte de l'IoT?

Prof. Dr. Pospiech: Un autre professeur m'a approché avec l'idée de lancer une série de conférences sur le thème de l'industrie 4.0. Il y avait beaucoup de collègues d'autres départements présents, qui n'ont pas grand-chose à faire avec la technologie d'automatisation – leurs antécédents sont dans la production, la technologie de formage, ou le moulage par injection, par exemple. C'est pourquoi je me suis posé la question: quel est le sens de l'industrie 4.0 et quel est son rôle ici à l'université

… parce que c'est un sujet assez abstrait. Mais comment quelqu'un le rend-il facile à comprendre et à démontrer concrètement?

Prof. Dr. Pospiech: Exactement. J'ai alors décidé de me concentrer sur les sujets de l'IoT et des systèmes de bus dans la pratique industrielle – avec la question en tête: Que puis-je expliquer aux étudiants directement dans l'amphithéâtre? Et le plus important: Que puis-je montrer! IoT signifie littéralement «l'Internet des objets» et, par conséquent, mon but était d'amener chaque «chose» électrique dans Internet, même une simple ampoule. Cela a conduit à l'idée d'emballer beaucoup de composants ensemble dans un petit espace. Si ces composants peuvent illustrer l'IoT dans une boîte portative, alors l'architecture unifiée des communications à plate-forme ouverte (OPC UA) est inévitable. Donc, je l'ai regardé en profondeur: Quel PLC de quel fabricant fonctionne même avec OPC UA? Mais aussi: Comment fonctionne la mise en service dans la pratique? Je n'ai pas le temps de passer une heure et demie à configurer le système. Je dois être capable de transmettre à quelqu'un dans un délai de 15 minutes quels paramètres doivent être configurés, alors cela doit fonctionner.

Pourquoi ces deux fonctions sont-elles requises et comment fonctionnent-elles ensemble dans la boîte d'IoT? 19659002] Prof. Dr. Pospiech: Pour comprendre cela, nous devons quitter le milieu universitaire et porter notre attention sur la pratique industrielle. Les machines de production actuelles sont si flexibles et offrent des performances telles qu'un seul contrôleur ne suffit plus. Vous avez besoin de plusieurs processeurs, et pour pouvoir communiquer entre eux, ils ont besoin d'OPC UA. C'est le seul. De plus, il y a la mise en réseau avec les systèmes de niveau supérieur – niveau MES, niveau ERP, etc. OPC UA vous permet de connecter le niveau de terrain à SAP – ou à un nuage – et vous pouvez relier les différents contrôleurs.

Le fonctionnement et la topologie de MQTT sont complètement différents de ceux de OPC UA, par exemple

Industrial Ethernet existe déjà avec une variété de standards établis
Pourquoi ai-je aussi besoin d'OPC UA?

Prof. Dr. Pospiech: OPC UA fonctionne également comme un protocole de communication sur le matériel Ethernet existant. Cependant, il est principalement utilisé pour connecter les contrôleurs entre eux et avec le niveau PC. Par conséquent, il ne doit pas être confondu avec des protocoles tels que Profinet, Powerlink, etc., où il s'agit principalement de contrôler les actionneurs dans la plage de microsecondes. À ce stade, OPC UA ne peut pas faire cela. Avec l'extension prochaine de OPC UA TSN, qui devrait être disponible dans environ un an ou deux, il sera également possible de contrôler les disques en temps réel.

Nous passons maintenant à MQTT. Quelle était la raison de l'intégration ici?

Prof. Dr. Pospiech: C'est un monde complètement différent. Cela vient en fait des services de messagerie tels que Twitter. L'objectif est de transférer rapidement des données ou des informations ailleurs sans trop de surcharge de protocole. OPC UA, par exemple, a une surcharge assez importante avec des mécanismes de sécurité, des objets, etc. MQTT est tout au sujet du contenu du message – c'est-à-dire, les valeurs individuelles. Par conséquent, lorsque le message est créé, je n'ai pas besoin d'un processeur puissant. Il peut, par exemple, être alimenté par batterie. Par exemple, un capteur transmet des valeurs individuelles à un courtier – un récepteur central – qui redistribue ensuite les messages aux «parties intéressées». La fonctionnalité et la topologie de MQTT sont complètement différentes de celles d'OPC UA, par exemple. L'avantage est que si j'ai un capteur quelque part et que je suis intéressé par ses valeurs, je n'ai pas besoin de poser de câbles et je n'ai pas besoin d'un processeur haute performance. Au lieu de cela, je peux simplement avoir les données envoyées à moi en utilisant le réseau mobile. Je pense que dans quelques années, les fabricants de capteurs intégreront MQTT ou une fonctionnalité similaire dans le module de capteur en standard.

Un autre composant et interface utilisateur que vous avez intégré dans la boîte est Alexa, à savoir l'EchoDot de Amazone. S'il vous plaît dites-nous comment tout cela fonctionne.

Prof. Dr. Pospiech: Oui, Alexa, ma petite amie. (rires) C'est simplement une façon de permettre aux élèves de comprendre la complexité de l'ensemble et de les motiver un peu. L'avantage est que la reconnaissance vocale est extrêmement bonne. Ainsi, j'utilise Alexa pour expliquer aux étudiants comment les données sont générées, comment elles se retrouvent entre le capteur et le nuage et ce qui peut être fait avec elles – Big Data, Maintenance Prédictive, etc. Tout fonctionne comme ceci: Une température capteur, par exemple, est lié au contrôleur OMRON. En utilisant MQTT, j'envoie la valeur de température actuelle au nuage, chaque seconde. Maintenant, les données sont disponibles dans une feuille de calcul Excel ou une base de données. Mais pour Alexa de répondre à ma question sur la température actuelle, je dois programmer une compétence dans le nuage. Cette compétence n'existe pas en tant que telle, elle ne peut être achetée nulle part ou téléchargée. J'ai donc déjà motivé les étudiants à regarder de plus près les données dans le nuage et à envisager comment elles peuvent être transmises à Alexa

La pyramide de l'automatisation deviendra de plus en plus faussée

Industrie 4.0 signifie également se marier avec la technologie d'automatisation et la technologie de l'information. Premièrement, la CPU OMRON doit avoir accès aux données – ceci est encore largement automatisé. Cependant, pour qu'Alexa soit capable d'interpréter les données, j'ai besoin de langages de programmation complètement différents et de connaissances de base complètement différentes. La possibilité de programmer Alexa pour qu'elle prenne les données depuis le cloud ou directement depuis le contrôleur Omron via MQTT me permet d'initier les étudiants aux deux mondes. Cela fonctionne tellement bien que je me demande s'il y aura des applications industrielles avec cette technologie à l'avenir. Vous devez juste être ouvert et jeter les oeillères. Bien sûr, la sécurité des données et des informations ne doit pas être ignorée. En fusionnant
automatisation et technologie de l'information et les possibilités qui en découlent, la pyramide d'automatisation classique deviendra de plus en plus déformée.

De votre point de vue, qu'est-ce que ce changement signifie pour les fabricants tels qu'Omron? ]Prof. Dr. Pospiech: Je surveille le marché des automates programmables depuis de nombreuses années, depuis le début du millénaire. Presque chaque année, les fournisseurs augmentent les performances de leurs contrôleurs et cela se reflète également dans les possibilités de réaliser des fonctionnalités et des applications très complexes, année après année. L'astuce est maintenant pour l'environnement de développement – c'est l'outil de l'ingénieur en automatisme – de reproduire ces fonctionnalités complexes de façon transparente et aussi simple que possible pour permettre une mise en œuvre efficace (et économique pour l'industrie). Il y a des systèmes où je ne peux tout simplement pas comprendre la procédure pour la mise en œuvre appropriée, puis j'ai un problème. Si nous imaginons maintenant que, en raison de l'industrie 4.0, de nouvelles fonctionnalités ou ceux qui sont étrangers à la technologie d'automatisation sont ajoutés à partir du monde informatique, la situation est peu susceptible de s'améliorer. L'industrie 4.0 deviendra très coûteuse, car les heures de travail pour les projets industriels sont limitées et coûteuses.

Comment les étudiants ont-ils reçu la boîte de l'IoT? Pouvez-vous nous raconter une histoire intéressante de la série de conférences?

Prof. Dr. Pospiech: La ​​boîte n'a pas été là depuis très longtemps, juste un semestre vraiment. Mais je peux vous parler d'une petite histoire à succès. Après une conférence, huit étudiants m'ont approché de leur propre initiative et m'ont demandé si nous pouvions approfondir le sujet en privé, en dehors de l'université. C'est quelque chose qui arrive rarement. Ils se sont tellement amusés que nous avons mis en place un groupe de travail qui est toujours en cours. Nous nous rencontrons au moins une fois tous les quinze jours et échangeons des idées, construisons de petits modules ensemble et ainsi de suite. Pour moi, c'est la plus grande preuve que j'ai pu éveiller l'intérêt des élèves avec la boîte de l'IoT. Ils peuvent voir immédiatement comment quelque chose fonctionne. Il est légèrement différent d'une présentation PowerPoint, parce que je programme et paramétrise tout en direct pendant la conférence, de sorte que les étapes nécessaires de A-Z peuvent être comprises. Je montre tout le flux de travail du début à la fin.

C'est une très belle histoire! Y a-t-il autre chose que vous aimeriez ajouter à ce sujet?

Prof. Dr. Pospiech: Je voulais juste dire quelques mots sur le Raspberry Pi et la raison de son inclusion dans la boîte IoT. L'ordinateur monocarte est abordable pour les étudiants et coûte autant qu'un manuel. Personnellement, je suis un grand partisan de la méthode d'apprentissage «apprendre en faisant» et je soutiens le point de vue d'Erich Kästner: «La récompense est dans l'action». Dans un sens figuré, cela signifie que pour un succès d'apprentissage maximum, vous devez être pratique avec le clavier. Je veux offrir aux étudiants la meilleure opportunité possible pour cela. C'est pourquoi j'ai rassemblé plusieurs programmes, bibliothèques et «choses» auto-programmés en une seule image, ce qui signifie que les étudiants ont la même base de travail chez eux que pendant la conférence. L'approche est à peu près la même que celle du cloud Amazon ou du cloud Microsoft, en ce sens que nous utilisons un serveur Apache, PHP, un courtier mosquitto pour MQTT, et bien plus encore. Tout cela peut être fait à la maison avec le Raspberry Pi, qui est en principe un nuage privé entièrement fonctionnel.


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