Node-RED və Aşağı Kodlu Sənaye Avtomatlaşdırmasının Yüksəlişi

Node-RED-in Sənaye Avtomatlaşdırmasında Niyə Diqqət Çəkdiyi

Onilliklər boyu sənaye avtomatlaşdırması ixtisaslaşmış proqramlaşdırma dilləri və mülkiyyət mühəndislik mühitlərinə güvənirdi. Lakin bu gün istehsalçılar əlaqəli sistemləri daha sürətli yerləşdirmək və mühəndislik xərclərini azaltmaq təzyiqi altındadırlar. Bu dəyişiklik Node-RED kimi aşağı kod inkişaf platformalarına marağı artırıb.

Əvvəlcə Node.js üzərində qurulmuş hadisə əsaslı proqramlaşdırma aləti kimi inkişaf etdirilən Node-RED ciddi sənaye kənar tətbiq platformasına çevrilib. Mühəndislər onu xüsusilə IIoT və ağıllı zavod yerləşdirmələrində əməliyyat texnologiyası (OT) ilə informasiya texnologiyası (IT) arasında körpü kimi istifadə edirlər.

Ənənəvi proqram təminatı inkişafından fərqli olaraq, Node-RED mühəndislərə tətbiqləri sürüklə və burax düyünləri ilə vizual şəkildə yığmağa imkan verir. Nəticədə yerləşdirmə sürətlənir, inteqrasiya sadələşir və qabaqcıl proqramlaşdırma biliklərinə asılılıq azalır.

Şəkil 1. Node-RED IIoT və sənaye kənar hesablama tətbiqləri üçün geniş tanınan aşağı kod platformasına çevrilib.

Aşağı Kodlu İnkişaf Zavod Döşəməsində Öz Yerini Tapır

Pilləli Məntiqdən Vizual İş Axınlarına

Sənaye avtomatlaşdırması illərdir qrafik proqramlaşdırmanı qəbul edib. PLC pilləli məntiqi, funksional blok diaqramları və robot təlim interfeysləri “aşağı kod” termini məşhurlaşmazdan əvvəl proqramlaşdırma mürəkkəbliyini azaldıb.

Node-RED bu fəlsəfəni müasir məlumat mərkəzli avtomatlaşdırmaya daşıyır. Mühəndislər artıq yalnız maşın ardıcıllığına deyil, PLC-lər, HMI-lər, verilənlər bazaları, bulud platformaları və müəssisə sistemləri arasında məlumat axını yaradan iş axınları qura bilərlər.

Bu imkan xüsusilə istehsalçılar köhnə nəzarət sistemlərini müasirləşdirərkən vacib olub. Köhnə PLC infrastrukturu işlədən müəssisələr mövcud avadanlığı dəyişdirmədən məlumat toplama və bulud əlaqəsini sadələşdirmək üçün tez-tez Node-RED-i Allen-Bradley və ya Mitsubishi Electric platformaları ilə birləşdirirlər.

Sənaye Proqram Təminatına Fərqli Yanaşma

Ənənəvi sənaye proqram təminatı inkişafı həftələrlə kodlaşdırma, test və səhvlərin düzəldilməsini tələb edə bilər. Node-RED bu prosesi əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirir. Mühəndislər əvvəlcədən hazırlanmış əlaqə düyünləri və tablosu istifadə edərək saatlar ərzində funksional tətbiqlər yerləşdirə bilərlər.

Onun brauzer əsaslı interfeysi yerləşdirmə maneələrini də azaldır. IPC və ya kənar serverə quraşdırıldıqdan sonra mühəndislik mühiti xüsusi iş stansiyası proqramı olmadan standart veb brauzer vasitəsilə əlçatan olur.

Şəkil 2. Aşağı kodlu inkişaf platformaları proqram təminatının mürəkkəbliyini azaldır və sənaye tətbiqlərinin yerləşdirilməsini sürətləndirir.

Node-RED-in İnkişafının Texniki Üstünlükləri

Məlumat Hərəkəti və Əlaqə üçün Hazırlanıb

Əsasən Node-RED cihazlar və proqram qatları arasında məlumatları emal edir və yönləndirir. Yüklər rəqəmsal dəyərlər, JSON strukturları, Boolean vəziyyətləri və ya sənaye nəzarətçiləri tərəfindən yaradılan maşın hadisələrini əhatə edə bilər.

Platforma sənaye mühitlərində geniş yayılmış OPC UA, MQTT, Modbus TCP, HTTP və WebSocket kimi protokolları dəstəkləyir. Bu geniş protokol dəstəyi Node-RED-in fabrik aktivləri ilə bulud analitika sistemləri arasında yüngül aralıq qat kimi fəaliyyət göstərməsinə imkan verir.

Platforma Node.js üzərində işlədiyi üçün Raspberry Pi cihazlarından sənaye IPC-lərinə və virtual serverlərə qədər kompakt aparat platformalarında işləyə bilər.

Ağır İnfrastruktur Olmadan Edge Hesablama

Müasir IIoT arxitekturaları gecikməni azaltmaq və bulud trafiki minimuma endirmək üçün getdikcə daha çox edge hesablamağa əsaslanır. Node-RED bu strategiyaya təbii şəkildə uyğun gəlir, çünki o, maşın məlumatlarını yerli şəkildə emal edib yalnız kritik məlumatları yuxarıya ötürə bilər.

Tipik yerləşdirmə edge serveri idarəetmə şkafının içərisinə yerləşdirir. Cihaz eyni anda maşın şəbəkəsi və müəssisə şəbəkəsinə qoşulur və OT ilə IT sistemləri arasında təhlükəsiz tərcümə qatını təşkil edir.

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

Şəkil 3. Kompakt sənaye kompüterləri əlaqəli fabriklərdə Node-RED tətbiqləri üçün getdikcə daha çox edge qapıları kimi xidmət edir.

Sənaye Edge Cihazları Qəbulunu Sürətləndirir

Niyə Raspberry Pi Aparatı Vacibdir

Node-RED-in populyarlığının əsas səbəblərindən biri aparatın əlçatanlığıdır. Raspberry Pi cihazları sənaye təcrübəsini ucuzlaşdırdı və mühəndislərə müəssisə səviyyəli infrastruktur xərcləri olmadan IIoT tətbiqlərini prototipləşdirməyə imkan verdi.

Sənaye təchizatçıları daha sonra bu konsepti DIN-rels uyğun IPC-lər, möhkəmləndirilmiş korpuslar, geniş işləmə temperatur diapazonları və sənaye enerji dəstəyi təqdim etməklə genişləndirdilər.

Node-RED yerləşdirildikdən sonra birbaşa GPIO interfeysləri, sensorlar, relelər və sənaye kommunikasiya modulları ilə qarşılıqlı əlaqə qura bilər. Mühəndislər sürətlə maşın paneli, ətraf mühitin monitorinqi sistemləri və ya yüngül nəzarət tətbiqləri yarada bilərlər.

Prototipləşdirmədən Kənara Genişlənmə

Əvvəllər maker icması üçün alət kimi başlayan Node-RED indi kommersiya avtomatlaşdırma platformalarında görünür. Sənaye təchizatçıları elastik az-kodlu iş axınlarına tələbatı nəzərə alaraq Node-RED-i yerli idarəetmə ekosistemlərinə daha çox inteqrasiya edirlər.

Bəzi istehsalçılar indi Node-RED-i sənaye kommunikasiya məhsulları və edge qapıları ilə birləşdirərək protokol tərcüməsini sadələşdirirlər. Paylanmış avtomatlaşdırma layihələrində sənaye şəbəkə sistemləri kimi platformalardan olan kommunikasiya infrastrukturu etibarlı OT-dən IT-yə məlumat axınının təmin edilməsində mühüm rol oynayır.

Şəkil 4. Node-RED panelləri proses vizuallaşdırması, operator nəzarətləri və kənar analizləri tək bir brauzer əsaslı interfeysdə birləşdirə bilər.

Node-RED İş Axını Mühitinin İçərisində

Axınlar, Node-lar və Hadisə Emalı

Node-RED tətbiqləri bir-birinə bağlı node-lardan ibarət axınlardan təşkil olunur. Hər node müəyyən bir vəzifəni yerinə yetirir, məsələn, məlumatları süzmək, yükləri dəyişdirmək, əməliyyatları gecikdirmək və ya xarici cihazlarla əlaqə yaratmaq.

Məlumat tətbiqdə soldan sağa axır. Mühəndislər geniş mənbə kodu oxumadan proses məntiqini vizual olaraq izləyə bilər, bu da problemlərin həllini və nəzarət mühəndisləri ilə IT komandaları arasında əməkdaşlığı yaxşılaşdırır.

Platforma həmçinin inkişaf etmiş fərdiləşdirmə üçün JavaScript funksiyası node-larını dəstəkləyir. Bu hibrid yanaşma mühəndislərə lazım olduqda az-kod sadəliyini tam proqramlaşdırma çevikliyi ilə birləşdirməyə imkan verir.

Kütləvi Açıq Ekosistem

Başqa böyük üstünlük açıq icma ekosistemidir. Minlərlə sənaye protokolları, bulud API-ləri, verilənlər bazaları və analiz platformaları üçün əlavə node mövcuddur.

Bir çox mülkiyyətli sənaye proqram təminatı paketlərindən fərqli olaraq, Node-RED bahalı işləmə lisenziyalarından qaçır. 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 paneli operatorlara yüngül HMI funksionallığı və canlı maşın məlumatları təqdim edə bilər.

Node-RED Avtomatlaşdırmanın Gələcəyində Harada Yer Alır

Node-RED PLC proqramlaşdırma mühitlərini deterministik maşın nəzarəti üçün əvəz etməyəcək. Real vaxt hərəkət sistemləri, təhlükəsizlik tətbiqləri və yüksək sürətli proses nəzarəti hələ də ənənəvi sənaye nəzarətçilərini tələb edir.

Lakin, Node-RED avtomatlaşdırma avadanlığı ilə müəssisə proqram təminatı arasında artan boşluğu doldurur. Fabriklər daha çox əlaqə, proqnozlaşdırıcı analiz və bulud inteqrasiyası tələb etdikcə, az-kodlu kənar platformalar strateji əhəmiyyət qazanır.

Növbəti onillikdə ən uğurlu istehsalçılar ehtimal ki, sübut edilmiş nəzarət avadanlıqlarını əməliyyat tələblərinə tez uyğunlaşa bilən çevik proqram təminatı qatları ilə birləşdirəcəklər. Node-RED bu istiqamətə yaxşı uyğun gəlir, çünki inkişaf sürtünməsini azaldır və inteqrasiya çevikliyini qoruyur.

Onun əsl dəyəri mühəndisləri əvəz etmək deyil. Əksinə, avtomatlaşdırma komandalarının təkrarlanan proqram təminatı infrastrukturu vəzifələri yerinə sistem funksionallığına fokuslanmasına imkan verərək mühəndislik məhsuldarlığını artırır.

Oliver Grant — Baş Sənaye Sistemləri Mətbuat Katibi
Oliver Grant sənaye avtomatlaşdırması, IIoT infrastrukturu və kənar hesablama texnologiyaları sahəsində 14 ildən çox təcrübəyə malikdir. Onun təcrübəsi Siemens, Rockwell Automation, Beckhoff Automation və Emerson proses nəzarət sistemlərini əhatə edən avtomatlaşdırma inteqrasiya layihələrini, həmçinin istehsal və enerji obyektlərində həyata keçirilən layihələri əhatə edir.