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Innovation – Edge Computing

11 novembre 2020
Utilisation optimale des données sur le terrain

Bien souvent, la transmission de données à partir de machines et d'installations directement dans une solution sur le cloud est trop consommatrice de ressources et n'est pas réalisable en raison des temps de latence courts exigés dans l'environnement industriel. L'Edge computing ou informatique en périphérie de réseau est un concept bien établi, qui allie les avantages des architectures cloud décentralisées et ceux d'une architecture réseau locale.

De plus en plus, les niveaux OT et IT des entreprises convergent. « C'est l'une des façons pour les employés de la production de voir quels sont les processus avantageux disponibles dans le secteur des IT », souligne J. Sparmann. Il cite la technologie Docker comme exemple. « Comme tous les processus deviennent plus intelligents, de plus en plus de données sont collectées », explique le Dr. A. Kleine Au lieu d'envoyer les énormes quantités de données entièrement dans le cloud, une partie du traitement a lieu à la périphérie (Edge) du réseau. « Ainsi, le prétraitement des données devient de plus en plus important lorsqu'il s'agit de données en temps réel », conclut-il. Il est également possible de réaliser des applications avec des temps de latence courts. « De plus en plus de puissance de calcul est nécessaire, avec les exigences correspondantes pour les bases de données directement sur le terrain », souligne J. Sparmann. « Cela ne peut pas être couvert par des API classiques. Les serveurs, cependant, sont généralement surdimensionnés pour de telles applications ».

C'est pourquoi WAGO présente deux nouveaux appareils Edge qui conviennent parfaitement à de telles applications : le contrôleur Edge et l'ordinateur Edge. « Les programmeurs en langage de haut niveau en profitent, car ils se rapprochent du capteur en tant que fournisseur de données », souligne le Dr A. Kleine. « L'obstacle du dernier kilomètre est en train de tomber ; les mondes de l'IT et de l'OT sont en train de fusionner ». Les services cloud peuvent également fonctionner sur les appareils Edge, de sorte que par exemple seules les données critiques soient transférées au WAGO Cloud. Les dispositifs Edge présentent également des avantages lorsque les données doivent être mises en mémoire tampon, par exemple dans les applications mobiles.

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L'obstacle du dernier kilomètre est en train de tomber ; les mondes IT et OT sont en train de fusionner.
Dr. André Kleine, Chef de produit HMI & Edge Controller

Avec un équipement d'interface étendu

« Les deux nouveaux appareils sont basés sur un matériel compatible avec les armoires de commande, peuvent être alimentés en 24 V et s'intègrent parfaitement dans l'environnement d'automatisation », rapporte J. Sparmann. Le contrôleur Edge est équipé d'un processeur ARM Cortex A9 à quatre cœurs et dispose d'une gamme complète d'interfaces. Cet ensemble inclut deux interfaces Ethernet, une interface CANopen et deux interfaces USB. L'affichage local de la visualisation est possible via l'interface HDMI.

Alternativement, la visualisation peut être mise à la disposition d'autres clients web via le serveur web intégré. Une interface série RS-232/485 et quatre entrées/sorties numériques permettent de connecter des appareils locaux ou des capteurs. « L'appareil peut également être connecté au Modbus », ajoute le Dr A. Kleine. « Grâce à la variété des interfaces, le dispositif peut être facilement intégré dans les systèmes existants.

Le contrôleur Edge est installé sur un profilé chapeau pour gagner de l'espace ; il peut être monté horizontalement ou verticalement. La planification du projet peut être effectuée dans l'environnement d'ingénierie familier « e!COCKPIT » et s'intègre ainsi parfaitement à l'environnement de la solution d'automatisation. « Le firmware est très similaire à celui de nos dispositifs HMI », souligne-t-il. Dr. A. Kleine « Du côté des logiciels, cela garantit également un haut degré de réutilisation ». Cela signifie que les conteneurs Docker WAGO existants peuvent continuer à être utilisés.

Le contrôleur Edge peut être équipé de licences supplémentaires pour la connexion à Bacnet ou Ethercat. Le transfert de données vers le cloud est possible via MQTT Cela facilite grandement l'établissement d'une connexion au WAGO Cloud ou à d'autres plates-formes cloud. « Il est facile de mettre en place un paysage multi-cloud », déclare le Dr. A. Kleine. « WAGO a reconnu très tôt la grande importance de la communication cloud et a intégré le protocole MQTT dans e!COCKPIT. Ce qui suit maintenant est une propre pile OPC UA hautes performances ». Cependant, la communication OPC UA via la pile Codesys est déjà possible aujourd'hui.

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Ces deux nouveaux appareils s'intègrent parfaitement à l'environnement d'automatisation.

Jens Sparmann, spécialiste des systèmes de sécurité

Traiter de grandes quantités de données

Pour les exigences élevées en matière de puissance de calcul et d'espace de stockage, le fabricant propose également une solution adaptée avec l'ordinateur Edge. Celui-ci fonctionne avec un processeur Atom à quatre cœurs de 1,91 GHz et est équipé d'un Linux Debian standard. « Ici, les utilisateurs peuvent exploiter tout le potentiel et mapper l'ensemble des processus d'automatisation », se réjouit J. Sparmann. Les écrans peuvent être connectés directement via le port HDMI ou le port d'affichage. Plusieurs interfaces USB et deux ports Gigabit Ethernet sont également disponibles pour la communication. « Grâce à un emplacement d'extension, les cartes sans fil peuvent également être utilisées si une connexion par câble n'est pas possible », explique J. Sparmann. Avec une mémoire vive de 4 GB ou, en option, de 8 GB et une mémoire flash de 64 GB, des projets encore plus complexes peuvent être réalisés.

Si de très grandes quantités de données doivent être traitées, par exemple dans le cas d'applications de base de données étendues, l'ordinateur Edge peut être étendu au moyen d'un disque SSD. Un espace de montage pour un disque SSD de 2,5 pouces est prévu à cet effet dans le boîtier. Étant donné que l'ordinateur Edge ne nécessite pas de ventilateur malgré sa plage de température étendue de -20 °C à 60 °C, il est compact et peut donc être monté facilement et de manière peu encombrante dans une armoire de commande sur un rail de montage DIN. « Cela lui permet également de ne nécessiter que peu d'entretien », ajoute le Dr A. Kleine.

Les logiciels standards et les conteneurs Docker de WAGO tels que Node-Red peuvent être utilisés sur l'ordinateur Edge. L'application open source Grafana, par exemple, est adaptée à la représentation graphique des données.

La sécurité joue également un rôle important avec les nouveaux appareils. Une puce TPM 2.0 permet d'utiliser un mécanisme de cryptage pour assurer la sécurité des données. « En termes de logiciels, les appareils sont également parfaitement équipés pour une sécurité élevée », déclare J. Sparmann. « Avec une grande quantité de logiciels open source sur les appareils, la sécurité est toujours au rendez-vous car la grande communauté open source révise continuellement le code source et maintient les corrections de bugs ».

Outre les applications VPN standard, les appareils sont ouverts aux solutions de sécurité spéciales, par exemple celles de Tosibox et Hooc. Conformément au principe « Open & Easy », cela permet aux utilisateurs d'accéder à d'autres services de télémaintenance avec une haute sécurité en plus de la solution VPN propre à WAGO.

Le bon matériel pour chaque application Edge

Avec les deux appareils Edge, de nouvelles plateformes matérielles sont disponibles, avec lesquelles les utilisateurs peuvent facilement mettre en œuvre leurs applications Edge à l'interface entre l'architecture d'automatisation WAGO et le cloud WAGO. « Les deux appareils complètent parfaitement notre portefeuille », déclare J. Sparmann avec confiance. « Alors que le contrôleur Edge rapproche le niveau OT du niveau IT, notre ordinateur Edge le fait dans l'autre sens ».

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