Node-RED və az-kodlu sənaye avtomatlaşdırmasının yüksəlişi

Node-RED sənaye avtomatlaşdırmasında niyə diqqət cəlb edir

Onilliklər ərzində sənaye avtomatlaşdırması əsasən ixtisaslaşmış proqramlaşdırma dillərinə və xüsusi mühəndislik mühitlərinə arxalanıb. Lakin bu gün istehsalçılar mühəndislik xərclərini azaldaraq əlaqəli sistemləri daha sürətli tətbiq etmək təzyiqi altındadırlar. Bu dəyişiklik Node-RED kimi low-code proqramlaşdırma platformalarına marağı artırıb.

Əvvəlcə Node.js əsasında qurulmuş, hadisəyönümlü proqramlaşdırma aləti kimi hazırlanmış Node-RED ciddi sənaye edge tətbiq platformasına çevrilib. Mühəndislər indi ondan xüsusilə IIoT və ağıllı fabrik tətbiqlərində əməliyyat texnologiyalarını (OT) informasiya texnologiyaları (IT) ilə əlaqələndirmək üçün istifadə edirlər.

Ənənəvi proqram təminatının hazırlanmasından fərqli olaraq, Node-RED mühəndislərə sürüklə-burax qovşaqlarından istifadə edərək tətbiqləri vizual şəkildə birləşdirməyə imkan verir. Nəticədə daha sürətli yerləşdirmə, sadələşdirilmiş inteqrasiya və qabaqcıl proqramlaşdırma təcrübəsindən daha az asılılıq əldə olunur.

Şəkil 1. Node-RED IIoT və sənaye edge hesablama tətbiqləri üçün geniş tanınan low-code platformasına çevrilib.

Low-code proqramlaşdırma fabrikdə öz tətbiq sahəsini tapır

Nərdivan məntiqindən vizual iş axınlarına

Sənaye avtomatlaşdırması qrafik proqramlaşdırmanı uzun illərdir tətbiq edir. PLC nərdivan məntiqi, funksional blok diaqramları və robotların öyrədilməsi interfeysləri “low-code” termini populyarlaşmazdan xeyli əvvəl proqramlaşdırmanın mürəkkəbliyini azaltmışdı.

Node-RED bu fəlsəfəni müasir, məlumatyönümlü avtomatlaşdırmaya tətbiq edir. Mühəndislər artıq yalnız maşınların ardıcıllığına diqqət yetirmək əvəzinə, PLC-lər, HMI-lər, verilənlər bazaları, bulud platformaları və müəssisə sistemləri arasında məlumatları ötürən iş axınları yarada bilirlər.

İstehsalçılar köhnə idarəetmə sistemlərini modernləşdirdikcə bu imkan xüsusilə vacib olub. Köhnə PLC infrastrukturundan istifadə edən müəssisələr mövcud avadanlığı dəyişdirmədən məlumat toplanmasını və buludla bağlantını sadələşdirmək üçün Node-RED-i çox vaxt Allen-Bradley və ya Mitsubishi Electric platformaları ilə birləşdirirlər.

Sənaye proqram təminatına fərqli yanaşma

Ənənəvi sənaye proqram təminatının hazırlanması həftələrlə kodlaşdırma, sınaq və sazlama tələb edə bilər. Node-RED bu prosesi əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Mühəndislər əvvəlcədən hazırlanmış rabitə qovşaqlarından və idarə panellərindən istifadə edərək funksional tətbiqləri bir neçə saat ərzində yerləşdirə bilərlər.

Brauzer əsaslı interfeys yerləşdirmə maneələrini də azaldır. IPC və ya edge serverdə quraşdırıldıqdan sonra mühəndislik mühiti xüsusi iş stansiyası proqram təminatı olmadan standart veb-brauzer vasitəsilə əlçatan olur.

Şəkil 2. Low-code proqramlaşdırma platformaları proqram təminatının mürəkkəbliyini azaldır və sənaye tətbiqlərinin yerləşdirilməsini sürətləndirir.

Node-RED-in inkişafının əsasındakı texniki üstünlüklər

Məlumatların ötürülməsi və bağlantı üçün hazırlanıb

Node-RED-in əsas funksiyası cihazlar və proqram qatları arasında məlumatları emal etmək və yönləndirməkdir. Yük məlumatlarına ədədi dəyərlər, JSON strukturları, Boolean vəziyyətləri və ya sənaye kontrollerləri tərəfindən yaradılan maşın hadisələri daxil ola bilər.

Platforma sənaye mühitlərində geniş yayılmış protokolları, o cümlədən OPC UA, MQTT, Modbus TCP, HTTP və WebSocket rabitəsini dəstəkləyir. Bu geniş protokol dəstəyi Node-RED-ə zavod avadanlıqları ilə bulud analitikası sistemləri arasında yüngül vasitəçi qat kimi fəaliyyət göstərməyə imkan verir.

Platforma Node.js üzərində işlədiyinə görə Raspberry Pi cihazlarından sənaye IPC-lərinə və virtual serverlərə qədər müxtəlif kompakt avadanlıq platformalarında işləyə bilər.

Ağır infrastruktur olmadan kənar hesablama

Müasir IIoT arxitekturaları gecikməni azaltmaq və bulud trafikinə minimuma endirmək üçün getdikcə daha çox kənar hesablamalara əsaslanır. Node-RED bu strategiyaya təbii şəkildə uyğun gəlir, çünki yalnız kritik məlumatları yuxarı sistemlərə ötürməzdən əvvəl maşın məlumatlarını yerli olaraq emal edə bilir.

Tipik quraşdırmada kənar server idarəetmə şkafının içərisinə yerləşdirilir. Cihaz eyni vaxtda həm maşın şəbəkəsinə, həm də müəssisə şəbəkəsinə qoşularaq OT və IT sistemləri arasında təhlükəsiz tərcümə qatı rolunu oynayır.

Köhnə avtomatlaşdırma infrastrukturunu yeniləyən müəssisələr üçün bu yanaşma sərfəli modernləşdirmə yolu təqdim edir. Mühəndislər idarəetmə sistemini tamamilə yenidən layihələndirmədən köhnə PLC-ləri, paylanmış I/O sistemlərini və SCADA platformalarını inteqrasiya edə bilərlər.

Şəkil 3. Kompakt sənaye kompüterləri qoşulmuş fabriklərdə Node-RED tətbiqləri üçün getdikcə daha çox kənar şlüzlər kimi istifadə olunur.

Sənaye kənar cihazları tətbiqi sürətləndirir

Raspberry Pi avadanlığı nə üçün vacibdir

Node-RED-in populyarlığının əsas səbəblərindən biri avadanlığın əlçatan olmasıdır. Raspberry Pi cihazları sənaye təcrübələrini ucuzlaşdıraraq mühəndislərə korporativ miqyaslı infrastruktur xərcləri olmadan IIoT tətbiqlərinin prototiplərini hazırlamağa imkan verdi.

Sənaye təchizatçıları daha sonra möhkəmləndirilmiş korpuslara, daha geniş iş temperaturu diapazonlarına və sənaye enerji təchizatı dəstəyinə malik DIN-reyka uyğun IPC-lər təqdim etməklə bu konsepsiyanı genişləndirdilər.

Quraşdırıldıqdan sonra Node-RED GPIO interfeysləri, sensorlar, relelər və sənaye rabitə modulları ilə birbaşa qarşılıqlı əlaqə qura bilər. Mühəndislər maşın panellərini, ətraf mühitin monitorinqi sistemlərini və ya sadə nəzarət tətbiqlərini sürətlə yarada bilərlər.

Prototipləşdirmədən kənara çıxış

İstehsalçı icması üçün alət kimi başlayan Node-RED indi kommersiya avtomatlaşdırma platformalarında da istifadə olunur. Sənaye təchizatçıları çevik aşağı kodlu iş axınlarına olan tələbatı nəzərə alaraq Node-RED-i getdikcə daha çox öz yerli idarəetmə ekosistemlərinə inteqrasiya edirlər.

Bəzi istehsalçılar protokolların çevrilməsini sadələşdirmək üçün artıq Node-RED-i sənaye rabitə məhsulları və kənar şlüzlərlə birləşdirirlər. Paylanmış avtomatlaşdırma layihələrində sənaye şəbəkələşmə sistemləri kimi platformaların rabitə infrastrukturu OT-dən IT-yə etibarlı məlumat axınının qorunmasında mühüm rol oynayır.

Şəkil 4. Node-RED panelləri prosesin vizuallaşdırılmasını, operator idarəetmələrini və kənar analitikanı brauzer əsaslı vahid interfeysdə birləşdirə bilər.

Node-RED İş Axını Mühitində

Axınlar, Qovşaqlar və Hadisələrin Emalı

Node-RED tətbiqləri bir-biri ilə əlaqəli qovşaqlardan qurulmuş axınlardan ibarətdir. Hər bir qovşaq məlumatların filtrasiyası, faydalı yükün dəyişdirilməsi, əməliyyatların gecikdirilməsi və ya xarici cihazlarla əlaqə saxlanması kimi konkret tapşırığı yerinə yetirir.

Məlumatlar tətbiq daxilində soldan sağa axır. Mühəndislər geniş mənbə kodunu oxumadan proses məntiqini vizual şəkildə izləyə, nasazlıqların aradan qaldırılmasını və idarəetmə mühəndisləri ilə İT komandaları arasındakı əməkdaşlığı yaxşılaşdıra bilərlər.

Platforma həmçinin qabaqcıl fərdiləşdirmə üçün JavaScript funksiya qovşaqlarını dəstəkləyir. Bu hibrid yanaşma mühəndislərə ehtiyac olduqda aşağı kodlu sadəliyi tam proqramlaşdırma çevikliyi ilə birləşdirməyə imkan verir.

Nəhəng Açıq Ekosistem

Digər mühüm üstünlük açıq icma ekosistemidir. Sənaye protokolları, bulud API-ləri, verilənlər bazaları və analitika platformaları üçün icma tərəfindən təqdim edilmiş minlərlə qovşaq mövcuddur.

Bir çox mülkiyyətçi sənaye proqram təminatı paketlərindən fərqli olaraq, Node-RED bahalı işləmə mühiti lisenziyalarından istifadə etmir. Bu çeviklik onu pilot layihələr, uzaqdan monitorinq sistemləri və miqyaslana bilən arxitekturalar hazırlayan maşın istehsalçıları üçün cəlbedici edir.

Şəkil 5. Node-RED ilə yaradılmış brauzer panelləri operatorları sadə HMI funksionallığı və canlı maşın məlumatları ilə təmin edə bilər.

Avtomatlaşdırmanın Gələcəyində Node-RED-in Yeri

Node-RED deterministik maşın idarəetməsi üçün PLC proqramlaşdırma mühitlərini əvəz etməyəcək. Real vaxt rejimində hərəkət sistemləri, təhlükəsizlik tətbiqləri və yüksək sürətli prosesə nəzarət hələ də ənənəvi sənaye kontrollerlərini tələb edir.

Bununla belə, Node-RED avtomatlaşdırma avadanlıqları ilə müəssisə proqram təminatı arasındakı getdikcə böyüyən boşluğu doldurur. Zavodlar daha çox bağlantı, proqnozlaşdırıcı analitika və bulud inteqrasiyası tələb etdikcə, aşağı kodlu kənar platformalar strateji əhəmiyyət qazanır.

Növbəti onillikdə ən uğurlu istehsalçılar, ehtimal ki, əməliyyat tələblərinə sürətlə uyğunlaşa bilən çevik proqram təminatı qatları ilə sınaqdan keçmiş idarəetmə avadanlıqlarını birləşdirəcəklər. Node-RED bu istiqamətə yaxşı uyğun gəlir, çünki inteqrasiya çevikliyini qoruyaraq işlənmə prosesindəki maneələri azaldır.

Onun əsl dəyəri mühəndisləri əvəz etmək deyil. Əksinə, avtomatlaşdırma komandalarına təkrarlanan proqram infrastrukturu tapşırıqları əvəzinə sistemin funksionallığına fokuslanmağa imkan verməklə mühəndislik məhsuldarlığını artırır.

Oliver Grant — Sənaye sistemləri üzrə baş müxbir
Oliver Grant sənaye avtomatlaşdırması, IIoT infrastrukturu və kənar hesablama texnologiyaları sahəsində 14 ildən çox təcrübəyə malikdir. Onun təcrübəsinə istehsalat və enerji müəssisələrində Siemens, Rockwell Automation, Beckhoff Automation və Emerson prosesə nəzarət sistemlərini əhatə edən avtomatlaşdırma inteqrasiyası layihələri daxildir.