Node-RED ve Düşük Kodlu Endüstriyel Otomasyonun Yükselişi

Node-RED Endüstriyel Otomasyonda Neden İlgi Görüyor

Endüstriyel otomasyon, onlarca yıl boyunca büyük ölçüde özel programlama dillerine ve tescilli mühendislik ortamlarına dayanmıştır. Ancak günümüzde üreticiler, mühendislik yükünü azaltırken bağlantılı sistemleri daha hızlı devreye almak için baskı altındadır. Bu değişim, Node-RED gibi düşük kodlu geliştirme platformlarına olan ilgiyi artırmıştır.

Başlangıçta Node.js üzerine kurulmuş, olay güdümlü bir programlama aracı olarak geliştirilen Node-RED, ciddi bir endüstriyel uç uygulama platformuna dönüşmüştür. Mühendisler artık özellikle IIoT ve akıllı fabrika uygulamalarında operasyonel teknoloji (OT) ile bilgi teknolojisi (IT) arasında köprü kurmak için onu kullanmaktadır.

Geleneksel yazılım geliştirmenin aksine Node-RED, mühendislerin sürükle ve bırak düğümlerini kullanarak uygulamaları görsel olarak bir araya getirmesine olanak tanır. Bunun sonucunda daha hızlı devreye alma, basitleştirilmiş entegrasyon ve ileri düzey programlama uzmanlığına daha az bağımlılık sağlanır.

Şekil 1. Node-RED, IIoT ve endüstriyel uç bilişim uygulamaları için yaygın olarak tanınan bir düşük kodlu platform hâline gelmiştir.

Düşük Kodlu Geliştirme Fabrika Zemininde Kendine Yer Buluyor

Merdiven Mantığından Görsel İş Akışlarına

Endüstriyel otomasyon, grafik programlamayı yıllardır benimsemiştir. PLC merdiven mantığı, fonksiyon blok diyagramları ve robot öğretme arayüzleri, “düşük kodlu” terimi yaygınlaşmadan çok önce programlama karmaşıklığını azaltmıştı.

Node-RED bu yaklaşımı modern, veri odaklı otomasyona taşır. Mühendisler artık yalnızca makine sıralamasına odaklanmak yerine PLC’ler, HMI’lar, veritabanları, bulut platformları ve kurumsal sistemler arasında veri taşıyan iş akışları oluşturabilir.

Üreticiler eski kontrol sistemlerini modernleştirirken bu özellik özellikle önemli hâle gelmiştir. Eski PLC altyapısıyla çalışan tesisler, mevcut ekipmanları değiştirmeden veri toplamayı ve bulut bağlantısını kolaylaştırmak için Node-RED’i genellikle Allen-Bradley veya Mitsubishi Electric platformlarıyla birlikte kullanır.

Endüstriyel Yazılıma Farklı Bir Yaklaşım

Geleneksel endüstriyel yazılım geliştirme; kodlama, test ve hata ayıklama için haftalar gerektirebilir. Node-RED bu süreci büyük ölçüde değiştirir. Mühendisler, önceden oluşturulmuş iletişim düğümlerini ve panoları kullanarak işlevsel uygulamaları saatler içinde devreye alabilir.

Tarayıcı tabanlı arayüzü de dağıtım engellerini azaltır. Bir IPC veya uç sunucuya yüklendikten sonra mühendislik ortamına, özel iş istasyonu yazılımı gerektirmeden standart bir web tarayıcısı üzerinden erişilebilir.

Şekil 2. Düşük kodlu geliştirme platformları, endüstriyel uygulamaların dağıtımını hızlandırırken yazılım karmaşıklığını azaltır.

Node-RED’in Büyümesinin Ardındaki Teknik Avantajlar

Veri Taşımacılığı ve Bağlantı İçin Tasarlandı

Node-RED’in temel işlevi, cihazlar ve yazılım katmanları arasında veri işlemek ve yönlendirmektir. Veri yükleri sayısal değerler, JSON yapıları, Boolean durumları veya endüstriyel denetleyiciler tarafından oluşturulan makine olaylarını içerebilir.

Platform; OPC UA, MQTT, Modbus TCP, HTTP ve WebSocket iletişimi de dâhil olmak üzere endüstriyel ortamlarda yaygın olarak bulunan protokolleri destekler. Bu geniş protokol desteği, Node-RED’in fabrika varlıkları ile bulut analitiği sistemleri arasında hafif bir ara katman olarak çalışmasını sağlar.

Platform Node.js üzerinde çalıştığından Raspberry Pi cihazlarından endüstriyel IPC’lere ve sanal sunuculara kadar çeşitli kompakt donanım platformlarında çalışabilir.

Ağır Altyapı Olmadan Uç Bilişim

Modern IIoT mimarileri, gecikmeyi azaltmak ve bulut trafiğini en aza indirmek için giderek daha fazla uç bilişime dayanıyor. Node-RED, makine verilerini yalnızca kritik bilgileri üst sistemlere iletmeden önce yerel olarak işleyebildiği için bu stratejiye doğal olarak uyum sağlar.

Tipik bir kurulumda uç sunucu, kontrol panosunun içine yerleştirilir. Cihaz aynı anda makine ağına ve kurumsal ağa bağlanarak OT ve IT sistemleri arasında güvenli bir çeviri katmanı görevi görür.

Daha eski otomasyon altyapılarını yenileyen tesisler için bu yaklaşım, uygun maliyetli bir modernizasyon yolu sunar. Mühendisler, kontrol sistemini tamamen yeniden tasarlamadan eski PLC’leri, dağıtık G/Ç sistemlerini ve SCADA platformlarını entegre edebilir.

Şekil 3. Kompakt endüstriyel bilgisayarlar, bağlantılı fabrikalardaki Node-RED uygulamaları için giderek daha fazla uç ağ geçidi olarak kullanılıyor.

Endüstriyel Uç Cihazlar Benimsenmeyi Hızlandırıyor

Raspberry Pi Donanımı Neden Önemli?

Node-RED’in popülerliğinin ardındaki başlıca nedenlerden biri donanımın erişilebilir olmasıdır. Raspberry Pi cihazları, endüstriyel denemeleri düşük maliyetli hâle getirerek mühendislerin kurumsal ölçekli altyapı maliyetlerine katlanmadan IIoT uygulamalarının prototiplerini oluşturmasına olanak tanıdı.

Endüstriyel tedarikçiler daha sonra bu konsepti; güçlendirilmiş muhafazalara, daha geniş çalışma sıcaklığı aralıklarına ve endüstriyel güç desteğine sahip, DIN rayıyla uyumlu IPC’ler sunarak genişletti.

Node-RED devreye alındığında GPIO arabirimleri, sensörler, röleler ve endüstriyel iletişim modülleriyle doğrudan etkileşim kurabilir. Mühendisler makine panoları, çevresel izleme sistemleri veya hafif denetim uygulamaları hızla oluşturabilir.

Prototiplemenin Ötesine Geçmek

Bir zamanlar maker topluluğuna yönelik bir araç olan Node-RED, artık ticari otomasyon platformlarında da yer alıyor. Endüstriyel tedarikçiler, esnek düşük kodlu iş akışlarına yönelik talebi kabul ederek Node-RED’i yerel kontrol ekosistemlerine giderek daha fazla entegre ediyor.

Bazı üreticiler artık protokol çevirisini kolaylaştırmak için Node-RED’i endüstriyel iletişim ürünleri ve uç ağ geçitleriyle birleştiriyor. Dağıtık otomasyon projelerinde, endüstriyel ağ sistemleri gibi platformların iletişim altyapısı, güvenilir OT-IT veri akışının sürdürülmesinde önemli bir rol oynar.

Şekil 4. Node-RED panoları, süreç görselleştirmesini, operatör kontrollerini ve uç analitiğini tek bir tarayıcı tabanlı arayüzde birleştirebilir.

Node-RED İş Akışı Ortamının İçinde

Akışlar, Düğümler ve Olay İşleme

Node-RED uygulamaları, birbirine bağlı düğümlerden oluşturulan akışlardan oluşur. Her düğüm; verileri filtreleme, yükleri değiştirme, eylemleri geciktirme veya harici cihazlarla iletişim kurma gibi belirli bir görevi yerine getirir.

Veriler uygulama içinde soldan sağa akar. Mühendisler, kapsamlı kaynak kodu okumadan süreç mantığını görsel olarak takip edebilir; bu da sorun gidermeyi ve kontrol mühendisleriyle BT ekipleri arasındaki iş birliğini geliştirir.

Platform, gelişmiş özelleştirme için JavaScript işlev düğümlerini de destekler. Bu hibrit yaklaşım, gerektiğinde mühendislerin düşük kodlu kullanım kolaylığını tam programlama esnekliğiyle birleştirmesine olanak tanır.

Devasa Açık Ekosistem

Bir diğer önemli avantajı, açık topluluk ekosistemidir. Endüstriyel protokoller, bulut API’leri, veritabanları ve analitik platformları için topluluk tarafından sunulmuş binlerce düğüm bulunmaktadır.

Node-RED, birçok tescilli endüstriyel yazılım paketinin aksine pahalı çalışma zamanı lisanslarından kaçınır. Bu esneklik, onu pilot projeler, uzaktan izleme sistemleri ve ölçeklenebilir mimariler geliştiren makine üreticileri için cazip kılar.

Şekil 5. Node-RED ile oluşturulan tarayıcı panoları, operatörlere temel HMI işlevselliği ve canlı makine verileri sağlayabilir.

Node-RED Otomasyonun Geleceğinde Nerede Konumlanıyor

Node-RED, deterministik makine kontrolü için PLC programlama ortamlarının yerini almayacaktır. Gerçek zamanlı hareket sistemleri, güvenlik uygulamaları ve yüksek hızlı proses kontrolü hâlâ geleneksel endüstriyel kontrolörler gerektirir.

Bununla birlikte Node-RED, otomasyon donanımı ile kurumsal yazılım arasındaki giderek büyüyen boşluğu doldurur. Fabrikalar daha fazla bağlantı, kestirimci analitik ve bulut entegrasyonu talep ettikçe düşük kodlu uç platformlar stratejik önem kazanıyor.

Önümüzdeki on yılda en başarılı üreticiler, muhtemelen kendilerini operasyonel taleplere hızla uyarlayabilen esnek yazılım katmanlarıyla kanıtlanmış kontrol donanımlarını bir araya getirecek. Node-RED, entegrasyon esnekliğini korurken geliştirme süreçlerindeki engelleri azalttığı için bu doğrultuyla iyi örtüşür.

Asıl değeri mühendislerin yerini almak değildir. Bunun yerine, otomasyon ekiplerinin tekrarlayan yazılım altyapısı görevleri yerine sistem işlevselliğine odaklanmasını sağlayarak mühendislik verimliliğini artırır.

Oliver Grant — Kıdemli Endüstriyel Sistemler Muhabiri
Oliver Grant; endüstriyel otomasyon, IIoT altyapısı ve uç bilişim teknolojileri alanlarında 14 yılı aşkın deneyime sahiptir. Geçmişi, üretim ve enerji tesislerinde Siemens, Rockwell Automation, Beckhoff Automation ve Emerson proses kontrol sistemlerini içeren otomasyon entegrasyonu projelerini kapsar.