Internet das coisas na indústria, e a conectividade na Bosch

Abstract

A falta de conectividade entre os equipamentos fabris, e os diferentes departamentos da empresa, compromete a gestão, monitorização e controlo do seu funcionamento. Neste projeto foi desenvolvido um protótipo que permite a aquisição de informação relativamente aos consumos de energia, obtidos pelos analisadores de energia, a supervisão dos processos de fabrico, controlados por autómatos programáveis instalados na produção, e o envio de mensagens de comando, remotamente, para os dispositivos. Foram estudadas as plataformas Bosch IoT Suite e SCoT, desenvolvidos no Eclipse IoT, e os seus respetivos brokers MQTT (Eclipse Hono e Bosch IoT Hub) e as interfaces gráficas (dashboard) Bosch IoT Insights (dos serviços da Bosch IoT Suite), Grafana e o dashboard do NodeRed. As Bases de Dados estudadas foram MySQL (SQL), MongoDB (NoSQL) e InfluxDB (timeseries). Também foram estudados o ESP32 e Raspberry Pi como dispositivos de gateway com a plataforma IoT. Os softwares utilizados no desenvolvimento foram o Node.js, para realizar a ligação entre a plataforma IoT e a Base de Dados, Express.js no desenvolvimento dos serviços REST API backend, o NodeRed para estabelecer a comunicação Rs485 MODBUS RTU entre o analisador de energia Janitza (e SDM120) e o Raspberry, assim como a comunicação com o módulo OPC-UA, usado para comunicar com os PLCs S7-1200, e o TIA Portal para a programação dos PLCs. Assim, neste projeto foram propostos gateways, que oferecem uma camada de middleware entre os equipamentos e as plataformas IoT (Bases de Dados). Também foram propostos serviços REST que permitem extrair informação (potências, correntes, frequências, temperaturas, pressões, entre outras) da Base de Dados e enviar mensagens de comando aos dispositivos (ativar/desativar alarmes e interrupções, pedidos de registos de memória, entre outros) através de uma aplicação remota.

The lack of connectivity between the manufacturing equipment and the different company’s departments compromises management, monitoring and control of its operation. In this project there was developed a prototype that allows acquisition of information regarding energy consumption, obtained by energy analyzers, supervision of manufacturing processes, controlled by programmable automatons installed in the production, and the sending of command messages, remotely, for devices. Were studied the platforms Bosch IoT Suite and SCoT, developed in Eclipse IoT, their respective MQTT correctors (Eclipse Hono and Bosch IoT Hub) and the dashboards Bosch IoT Insights (from Bosch IoT Suite services), Grafana and NodeRed dashboard. The databases studied were MySQL (SQL), MongoDB (NoSQL) and InfluxDB (SQL timeseries). There were also studies on ESP32 and Raspberry Pi as gateway devices with an IoT platform. The software used in the development were Node.js, to make a connection between the IoT platform and the database, Express.js in the development of the REST API backend services, NodeRed to establish an Rs485 MODBUS RTU communication between the energy analyzer Janitza (and SDM120) and the Raspberry, as well as the communication with the OPC-UA module, used to communicate with the S7-1200 PLCs, and the TIA Portal for programming the PLCs. So, in this project were proposed gateways, which are a middleware layer between the equipment and as IoT platforms (Databases). There were also proposed REST services that allow extracting information (powers, currents, frequencies, notes, pressures, among others) from the Database and sending command messages to devices (activate / disable alarms and interruptions, requests for memory registration, among others) via a remote application.