Pemantauan kondisi untuk IoT industri

Data Lake
Event Hubs
IoT Edge
IoT Hub

Ide solusi

Artikel ini adalah ide solusi. Jika Anda ingin kami memperluas konten dengan informasi lebih lanjut, seperti potensi kasus penggunaan, layanan alternatif, pertimbangan implementasi, atau panduan harga, beri tahu kami dengan memberikan umpan balik GitHub.

Ide solusi ini menunjukkan bagaimana produsen akhir dapat menghubungkan aset mereka ke cloud menggunakan Open Platform Communication Unified Architecture (OPC UA) dan Komponen Industri Microsoft.

Arsitektur

Diagram memperlihatkan arsitektur.

Unduh file Visio arsitektur ini.

Aliran data

Aliran data melalui solusi sebagai berikut:

  1. Perangkat industri yang dapat mengomunikasikan OPC UA secara asli dapat langsung terhubung ke Azure IoT Edge. IoT Edge adalah daya komputasi yang ada di jaringan lokal Anda. Ini adalah lingkungan runtime Modul Industri: OPC Publisher, OPC Twin, dan Discovery. Modul adalah kontainer yang menjalankan layanan Azure, layanan pihak ketiga, atau kode Anda sendiri. Modul OPC Publisher tersambung ke server OPC UA dan menerbitkan data telemetri OPC UA ke Azure IoT Hub. OPC Twin membuat kembaran digital server AGEN PENGGUNA OPC di cloud dan menyediakan kemampuan panggilan penjelajahan/baca/tulis/metode OPC UA melalui antarmuka Representational State Transfer (REST) berbasis cloud. Modul Discovery menyediakan layanan penemuan di tepi, yang meliputi penemuan server OPC UA.
  2. Perangkat industri yang tidak dapat berkomunikasi melalui OPC UA memerlukan adaptor PLC pihak ketiga untuk terhubung ke IoT Edge. Adapter tersedia sebagai modul di Marketplace Azure.
  3. Adaptor PLC pihak ketiga memungkinkan konektivitas antara perangkat dan IoT Edge.
  4. Untuk kemampuan analitis yang lebih dekat dengan tempat data berasal, Anda dapat memperoleh modul seperti Azure Machine Learning di Edge atau Azure Functions, dari Marketplace Azure. Modul-modul ini memberikan operasi dan latensi rendah jika koneksi terputus.
  5. Azure IoT Hub menyambungkan perangkat secara virtual ke cloud untuk pemrosesan data lebih lanjut. Hal ini memungkinkan komunikasi dua arah dengan peningkatan keamanan antara aplikasi dan perangkat IoT.
  6. Layanan Industri terdiri dari beberapa layanan mikro yang mengekspos REST API. Semua Layanan Industri disebarkan ke kluster Azure Kubernetes Service. Layanan ini menerapkan fungsionalitas dan logika bisnis untuk penemuan, pendaftaran, kontrol jarak jauh, dan telemetri pasca-pemrosesan perangkat industri. REST API dapat digunakan dalam kerangka kerja dan bahasa pemrograman apa pun yang dapat memanggil titik akhir HTTP.
  7. Azure Event Hubs mengubah dan menyimpan data. Hal ini menyediakan platform pemrosesan aliran terdistribusi dengan latensi rendah dan integrasi yang lancar.
  8. Dalam satu kasus, simpan dan analisis data menggunakan Azure Data Explorer. Prosesor telemetri di platform IoT Industri meneruskan sampel kontekstual ke Azure Data Explorer dan konsumen lainnya.
  9. Azure Data Explorer memiliki UI web yang dapat Anda gunakan untuk memvisualisasikan telemetri.
  10. Dalam kasus lain, setelah Layanan Industri memproses data, Azure Data Lake menyimpan dan menganalisis data lebih lanjut. Azure Data Lake adalah data lake yang dapat diskalakan secara besar-besaran dengan keamanan dan audit tingkat perusahaan, yang memungkinkan batch, aliran, dan program analitik interaktif yang dapat dijalankan dengan sederhana. Azure Data Lake menyelesaikan banyak tantangan produktivitas dan skalabilitas yang mencegah Anda memaksimalkan nilai aset data.
  11. Jelajahi data Anda dengan laporan visual dan berkolaborasi, serta terbitkan dan bagikan dengan orang lain. Power BI terintegrasi dengan alat lain, termasuk Microsoft Excel, sehingga Anda dapat memulai dengan cepat dan bekerja secara lancar dengan solusi yang ada.
  12. Dalam kasus ketiga, Azure Stream Analytics adalah layanan analitik real time. Layanan ini mudah diperluas dengan kode kustom dan kemampuan pembelajaran mesin bawaan untuk skenario yang lebih di tingkat lanjut.
  13. Azure Functions adalah layanan komputasi tanpa server, yang memungkinkan Anda menjalankan potongan kecil kode yang disebut fungsi tanpa khawatir tentang infrastruktur aplikasi. Dengan Azure Functions, infrastruktur cloud menyediakan semua server terbaru yang Anda butuhkan untuk menjaga agar aplikasi Anda tetap berjalan dalam skala besar.
  14. Azure Notification Hubs memungkinkan Anda mengirim pemberitahuan ke berbagai platform seluler, dan dapat mengizinkan pemberitahuan operator dan administrator tentang peristiwa atau pemberitahuan tertentu yang memerlukan perhatian segera.

Komponen

Data dimuat dari berbagai sumber data menggunakan beberapa komponen Azure:

  • IoT Edge memindahkan analitik cloud dan logika bisnis kustom ke perangkat sehingga organisasi Anda dapat fokus pada wawasan bisnis alih-alih manajemen data. Peluasan skala solusi IoT Anda dengan mengemas logika bisnis Anda ke dalam kontainer standar, maka Anda dapat menyebarkan kontainer tersebut ke salah satu perangkat Anda dan memantau semuanya dari cloud.

  • Modul Industri Azure Industrial IoT berjalan di dalam Azure IoT Edge untuk menghubungkan lantai toko Anda. Modul OPC Publisher tersambung ke server OPC UA dan menerbitkan data telemetri OPC UA dari server ini ke Azure IoT Hub. OPC Twin menyediakan penemuan, pendaftaran, dan kontrol jarak jauh perangkat industri melalui REST API. Modul Penemuan menyediakan layanan penemuan di tepi, yang mencakup penemuan server OPC UA.

  • IoT Hub adalah layanan terkelola, yang dihosting di cloud, yang bertindak sebagai hub pesan pusat untuk komunikasi dua arah antara aplikasi IoT Anda dan perangkat yang dikelolanya. Anda dapat menggunakan Azure IoT Hub untuk membangun solusi IoT dengan komunikasi yang andal dan aman antara jutaan perangkat IoT dan backend solusi yang dihosting cloud. Anda dapat menghubungkan hampir semua perangkat ke IoT Hub.

  • Layanan Industri di Azure Kubernetes terdiri dari beberapa komponen cloud yang dibagi menjadi Layanan Mikro yang menyediakan layanan REST API dan Agen yang dapat menyediakan fungsionalitas pemrosesan dan daemon seperti.

  • Azure Event Hubs adalah platform streaming data besar dan layanan penyerapan peristiwa. Layanan ini dapat menerima dan memproses jutaan peristiwa per detik. Data yang dikirim ke hub peristiwa dapat ditransformasikan dan disimpan menggunakan penyedia analitik real-time atau adapter batching/penyimpanan.

  • Azure Data Explorer adalah layanan eksplorasi data yang cepat dan sangat dapat diskalakan untuk data log dan telemetri. Anda dapat menggunakan Azure Data Explorer untuk mengembangkan layanan rangkaian waktu. Azure Data Explorer menyertakan dukungan asli untuk pembuatan, manipulasi, dan analisis beberapa rangkaian waktu dengan solusi pemantauan dan alur kerja yang hampir real-time.

    Azure Data Explorer dapat menyerap data dari Azure IoT Hub, Azure Event Hubs, Azure Stream Analytics, Power Automate, Azure Logic Apps, Kafka, Apache Spark, dan banyak layanan dan platform lainnya. Penyerapan dapat diskalakan, dan tidak ada batasan. Format penyerapan Azure Data Explorer yang didukung termasuk JSON, CSV, Avro, Parquet, ORC, TXT, dan format lainnya.

  • Azure Data Explorer Web UI memungkinkan Anda menjalankan kueri dan membangun dasbor visualisasi data.

  • Azure Data Lake menjadikan Azure Storage sebagai dasar untuk membuat data lake perusahaan di Azure. Didesain sejak awal untuk melayani beberapa petabyte informasi sekaligus mempertahankan ratusan gigabit throughput, layanan ini memungkinkan Anda mengelola data dalam jumlah besar dengan mudah.

  • Power BI adalah rangkaian alat analitik bisnis untuk menganalisis data dan berbagi wawasan. Power BI dapat mengkueri model semantik yang disimpan di Analysis Services, atau dapat mengkueri Azure Synapse secara langsung.

  • Azure Stream Analytics adalah analitik real time dan mesin pemrosesan peristiwa kompleks yang didesain untuk menganalisis dan memproses data aliran cepat bervolume tinggi dari berbagai sumber secara bersamaan. Pola dan hubungan dapat diidentifikasi dalam informasi yang diekstraksi dari banyak sumber input termasuk perangkat, sensor, clickstream, umpan media sosial, dan aplikasi.

  • Azure Functions memungkinkan Anda menjalankan potongan kecil kode yang disebut fungsi tanpa khawatir tentang infrastruktur aplikasi. Azure Function adalah solusi yang bagus untuk memproses data massal, mengintegrasikan sistem, bekerja dengan IoT, dan membangun API dan layanan mikro sederhana.

Detail skenario

Produsen dapat memantau parameter kunci peralatan mereka untuk menemukan anomali sebelum menjadi masalah penting. OPC UA adalah standar interoperabilitas platform-independen dan berorientasi layanan untuk pertukaran data yang aman dan andal. OPC UA digunakan oleh berbagai sistem dan perangkat industri seperti PC industri, PLC, dan sensor. Ini adalah standar yang didukung oleh OPC Foundation.

Potensi penggunaan kasus

  • Manufaktur
  • Daya listrik dan energi
  • Konstruksi dan fasilitas
  • Minyak dan gas hulu

Langkah berikutnya

  • Untuk tampilan terperinci tentang Modul dan Layanan Industri, lihat arsitektur Platform IoT Industri Azure.
  • Untuk tampilan terperinci tentang semua layanan mikro individu dan proses agen, lihat Detail arsitektur.
  • Anda dapat menemukan informasi selengkapnya tentang cara memulai dengan Platform IoT Industri Azure di repositori GitHub IoT Industri.