O que é a IIoT (IoT Industrial)?

IoT Industrial

A IIoT (Internet das Coisas Industrial) do Microsoft Azure é um conjunto de microsserviços de nuvem do Azure e Azure IoT Edge módulos. A IoT Industrial do Azure integra o poder da nuvem em chãos de fábrica e industriais. Usando interfaces abertas padrão do setor, como o OPC UA (arquitetura unificada de comunicações de plataforma aberta ), a IIoT do Azure fornece a capacidade de integrar dados de ativos e sensores, incluindo aqueles sistemas que já estão operando no chão de fábrica, à nuvem do Azure. Ter seus dados na nuvem permite que eles sejam usados com mais rapidez e flexibilidade como comentários para desenvolver processos de negócios e industriais transformadores.

Descobrir, registrar e gerenciar ativos industriais com o Azure

A Plataforma de IoT Industrial do Azure permite que operadores de fábrica descubram servidores habilitados para OPC UA em uma rede de fábrica e os registrem no Hub IoT do Azure. A equipe de operações pode assinar eventos e reagir a eles no chão de fábrica de todos os lugares do mundo. A IIoT do Azure permitirá a recepção de alertas e alarmes e permitirá a reação a eles em tempo real.

A IIoT do Azure fornece um conjunto de microsserviços que se conectam a sistemas de OPC UA no chão de fábrica. As APIs REST de microsserviços espelham a funcionalidade de sistemas OPC UA. As APIs REST permitem que seus aplicativos de nuvem naveguem por espaços de endereço do servidor OPC UA, valores de leitura/gravação de nós OPC UA e executem métodos OPC UA. Os componentes no chão de fábrica são implementados como módulos do Azure IoT Edge. Os microsserviços de nuvem são microsserviços ASP.NET com uma interface REST e são executados em Serviços gerenciado Kubernetes do Azure ou no Serviço de Aplicativo do Azure autônomo. Os módulos do Azure IoT Edge e serviços de nuvem do IIoT do Azure estão disponíveis como contêineres do Docker pré-criado no MCR (Microsoft Container Registry).

Os módulos de borda e os serviços de nuvem colaboram de perto e devem ser usados juntos. A IIoT do Azure também fornece scripts de implantação fáceis de usar que permitem implantar toda a plataforma com um único comando.

As APIs REST podem ser usadas com qualquer linguagem de programação por meio da especificação exposta de Open API (Swagger). Ao integrar o OPC UA às soluções de gerenciamento em nuvem, os desenvolvedores ficam livres para escolher a tecnologia que corresponde às habilidades, aos interesses e às opções de arquitetura pertinentes. Por exemplo, um desenvolvedor da Web de pilha completa que desenvolve um aplicativo para um painel de alarmes e eventos pode escrever a lógica usada para responder a eventos em JavaScript ou TypeScript sem incrementá-la com um SDK do OPC UA, do C, do C++, do Java ou do C#.

Gerenciar certificados e grupos de confiança

A IoT industrial do Azure gerencia certificados de aplicativo OPC UA e listas de certificados confiáveis de máquinas de chão de fábrica e sistemas de controle para manter a comunicação do cliente OPC UA com o servidor segura. Ela restringe os clientes que têm permissão para se comunicar com determinado servidor. O armazenamento de chaves privadas e a assinatura de certificados é apoiado pelo Azure Key Vault, que dá suporte ao HSM (segurança baseada em hardware).

Componentes da IoT Industrial

As soluções de IIoT do Azure são criadas com base em componentes específicos:

  • Pelo menos um hub IoT do Azure.
  • Dispositivos IoT Edge.
  • Módulos do Edge Industrial.

Hub IoT

O Hub IoT do Azure funciona como um hub central de mensagens de comunicação bidirecional e segura entre um aplicativo de IoT e os dispositivos que ele gerencia. É uma PaaS (plataforma como serviço) de nuvem aberta e flexível. Além disso, dá suporte a SDKs de software livre e vários protocolos.

A coleta de dados industriais e corporativos em um hub IoT permite que você armazene seus dados com segurança, realize análises de negócios e de eficiência nele e gere relatórios por meio dele. Você pode processar os dados combinados com os serviços e ferramentas do Microsoft Azure, por exemplo, o Azure Stream Analytics ou visualizá-los na plataforma de Business Intelligence que escolher, como o Power BI.

Dispositivos IoT Edge

Os serviços de borda são implementados como módulos do Azure IoT Edge e executados localmente. Os microsserviços de nuvem são implementados como microsserviços ASP.NET com uma interface REST e são executados em Serviços de Kubernetes do Azure gerenciados ou no Serviço de Aplicativo do Azure autônomo. Para serviços de borda e de nuvem, fornecemos contêineres do Docker pré-criados no MCR (Microsoft Container Registry), removendo esta etapa para o cliente. Os serviços de borda e de nuvem estão se aplicando uns aos outros e devem ser usados juntos. Também fornecemos scripts de implantação fáceis de usar que permitem implantar toda a plataforma em um só comando.

Um dispositivo IoT Edge é composto por Módulos de uma IoT Edge e pelo Runtime do IoT Edge.

  • Módulos do Edge são contêineres do Docker. Eles são a menor unidade de computação, como o Editor OPC e o Gêmeo OPC.
  • O Dispositivo de borda é usado para implantar esses módulos, que atuam como mediadores entre o servidor OPC UA e o Hub IoT na nuvem.

Módulos IoT Edge industrial

  • Editor OPC: o módulo Editor OPC se conecta aos sistemas de servidores OPC UA e publica dados telemétricos e codificados em JSON desses servidores no formato OPC UA "Pub/Sub" para Azure. O Editor OPC pode ser executado em dois modos:
    • Em combinação com e controlado pelos microsserviços de nuvem de IoT industrial (modo orquestrado)
    • Configurado por um arquivo de configuração local para permitir a operação sem qualquer microsserviço de nuvem de IoT industrial (modo autônomo)
  • Gêmeo OPC: o módulo Gêmeo OPC permite a conexão da nuvem com sistemas de servidor OPC UA na rede de fábrica. O Gêmeo OPC fornece acesso a sistemas de servidor OPC UA por meio de APIs REST expostas pelos microsserviços de nuvem de IoT industrial. Ao contrário do OPC Publisher, no OPC Twin, não há suporte para trabalhar no modo autônomo (apenas módulo). O módulo OPC Twin deve funcionar em combinação com os microsserviços da nuvem de IoT Industrial.
  • Descoberta: o módulo Descoberta funciona apenas em combinação com os microsserviços de nuvem de IoT industrial. O módulo Descoberta implementa a descoberta do sistema de servidores OPC UA e relata os resultados para os microsserviços de nuvem de IoT industrial. Ao contrário do OPC Publisher, no módulo Descoberta, não há suporte para trabalhar no modo autônomo (apenas módulo). O módulo Descoberta deve funcionar em combinação com os microsserviços da nuvem de IoT industrial.

Próximas etapas

Você pode ler mais sobre o OPC Publisher ou começar a implantar a plataforma IIoT: