Node-RED ve Düşük Kodlu Endüstriyel Otomasyonun Yükselişi

Node-RED’in Endüstriyel Otomasyonda Dikkat Çekmesinin Nedenleri

On yıllardır endüstriyel otomasyon, özel programlama dilleri ve tescilli mühendislik ortamlarına büyük ölçüde dayanıyordu. Ancak bugün üreticiler, bağlantılı sistemleri daha hızlı dağıtmak ve mühendislik yükünü azaltmak için baskı altında. Bu değişim, Node-RED gibi düşük kod geliştirme platformlarına olan ilgiyi hızlandırdı.

Başlangıçta Node.js üzerine kurulu olay odaklı bir programlama aracı olarak geliştirilen Node-RED, ciddi bir endüstriyel edge uygulama platformuna dönüştü. Mühendisler artık özellikle IIoT ve akıllı fabrika uygulamalarında operasyonel teknoloji (OT) ile bilgi teknolojisi (IT) arasında köprü kurmak için kullanıyor.

Geleneksel yazılım geliştirmeden farklı olarak, Node-RED mühendislerin sürükle-bırak düğümlerle uygulamaları görsel olarak birleştirmesine olanak tanır. Sonuç daha hızlı dağıtım, basitleştirilmiş entegrasyon ve gelişmiş programlama uzmanlığına olan bağımlılığın azalmasıdır.

Şekil 1. Node-RED, IIoT ve endüstriyel edge bilişim uygulamaları için yaygın olarak tanınan bir düşük kod platformu haline geldi.

Düşük Kodlu Geliştirme Fabrika Katında Yer Buluyor

Merdiven Mantığından Görsel İş Akışlarına

Endüstriyel otomasyon yıllardır grafiksel programlamayı benimsedi. PLC merdiven mantığı, fonksiyon blok diyagramları ve robot öğretme arayüzleri, “düşük kod” terimi popüler olmadan çok önce programlama karmaşıklığını azalttı.

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

Bu yetenek, üreticiler eski kontrol sistemlerini modernize ederken özellikle önemli hale geldi. Eski PLC altyapısı kullanan tesisler, mevcut ekipmanı değiştirmeden veri toplama ve bulut bağlantısını basitleştirmek için Node-RED’i Allen-Bradley veya Mitsubishi Electric platformlarıyla birleştirir.

Endüstriyel Yazılıma Farklı Bir Yaklaşım

Geleneksel endüstriyel yazılım geliştirme haftalarca kodlama, test ve hata ayıklama gerektirebilir. Node-RED bu süreci kökten değiştirir. Mühendisler, önceden hazırlanmış iletişim düğümleri ve panoları kullanarak işlevsel uygulamaları saatler içinde dağıtabilir.

Tarayıcı tabanlı arayüzü ayrıca dağıtım engellerini azaltır. Bir IPC veya edge sunucusuna kurulduktan sonra, mühendislik ortamı özel iş istasyonu yazılımı olmadan standart bir web tarayıcısı üzerinden erişilebilir hale gelir.

Şekil 2. Düşük kodlu geliştirme platformları, yazılım karmaşıklığını azaltırken endüstriyel uygulama dağıtımını hızlandırır.

Node-RED’in Büyümesinin Arkasındaki Teknik Avantajlar

Veri Hareketi ve Bağlantı için Tasarlandı

Node-RED’in temelinde, cihazlar ve yazılım katmanları arasında veri işleme ve yönlendirme bulunur. Yükler sayısal değerler, JSON yapıları, Boolean durumları veya endüstriyel kontrolörler tarafından oluşturulan makine olaylarını içerebilir.

Platform, endüstriyel ortamlarda yaygın olarak bulunan OPC UA, MQTT, Modbus TCP, HTTP ve WebSocket iletişimi gibi protokolleri destekler. Bu geniş protokol desteği, Node-RED’in fabrika varlıkları ile bulut analiz sistemleri arasında hafif bir ara katman olarak işlev görmesini sağlar.

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

Ağır Altyapı Olmadan Edge Bilişim

Modern IIoT mimarileri, gecikmeyi azaltmak ve bulut trafiğini en aza indirmek için giderek daha fazla edge bilişime dayanıyor. Node-RED, makine verilerini yerel olarak işleyip yalnızca kritik bilgileri yukarıya iletebildiği için bu stratejiye doğal olarak uyuyor.

Tipik bir kurulumda edge sunucu kontrol kabininin içinde yer alır. Cihaz, makine ağı ve kurumsal ağa aynı anda bağlanarak OT ve IT sistemleri arasında güvenli bir çeviri katmanı görevi görür.

Eski otomasyon altyapısını yükselten tesisler için bu yaklaşım maliyet etkin bir modernizasyon yolu sunar. Mühendisler, tam bir kontrol yeniden tasarımı yapmadan eski PLC’leri, dağıtık I/O sistemlerini ve SCADA platformlarını entegre edebilir.

Şekil 3. Kompakt endüstriyel bilgisayarlar, bağlı fabrikalarda Node-RED uygulamaları için giderek daha fazla edge ağ geçidi olarak hizmet veriyor.

Endüstriyel Edge Cihazları Benimsemeyi Hızlandırıyor

Neden Raspberry Pi Donanımı Önemlidir

Node-RED’in popülerliğinin arkasındaki önemli nedenlerden biri donanım erişilebilirliğidir. Raspberry Pi cihazları endüstriyel deneyleri uygun maliyetli hale getirerek mühendislerin kurumsal ölçekli altyapı maliyetleri olmadan IIoT uygulamalarını prototiplemesine olanak sağladı.

Endüstriyel tedarikçiler daha sonra konsepti, sertleştirilmiş muhafazalar, daha geniş çalışma sıcaklığı aralıkları ve endüstriyel güç desteği sunan DIN ray uyumlu IPC’ler tanıtarak genişlettiler.

Node-RED dağıtıldıktan sonra doğrudan GPIO arayüzleri, sensörler, röleler ve endüstriyel iletişim modülleri ile etkileşime girebilir. Mühendisler hızlıca makine panoları, çevresel izleme sistemleri veya hafif denetleyici uygulamalar oluşturabilir.

Prototiplemenin Ötesine Geçmek

Başlangıçta bir maker topluluğu aracı olarak ortaya çıkan Node-RED, şimdi ticari otomasyon platformlarının içinde yer alıyor. Endüstriyel tedarikçiler, esnek düşük kodlu iş akışlarına olan talebi fark ederek Node-RED’i yerel kontrol ekosistemlerine giderek daha fazla entegre ediyor.

Bazı üreticiler artık Node-RED’i endüstriyel iletişim ürünleri ve edge ağ geçitleri ile birleştirerek protokol çevirisini basitleştiriyor. Dağıtık otomasyon projelerinde, endüstriyel ağ sistemleri gibi platformlardan gelen iletişim altyapısı, güvenilir OT-IT veri akışını sürdürmede önemli bir rol oynar.

Şekil 4. Node-RED panelleri, tek bir tarayıcı tabanlı arayüzde proses görselleştirme, operatör kontrolleri ve uç analizleri birleştirebilir.

Node-RED İş Akışı Ortamı İçinde

Akışlar, Düğümler ve Olay İşleme

Node-RED uygulamaları, birbirine bağlı düğümlerden oluşan akışlardan meydana gelir. Her düğüm, veri filtreleme, yükü değiştirme, eylemleri geciktirme veya harici cihazlarla iletişim gibi belirli bir görevi yerine getirir.

Veri uygulama boyunca soldan sağa akar. Mühendisler, kapsamlı kaynak kod okumadan süreç mantığını görsel olarak takip edebilir, bu da sorun giderme ve kontrol mühendisleri ile BT ekipleri arasındaki iş birliğini geliştirir.

Platform ayrıca gelişmiş özelleştirme için JavaScript fonksiyon düğümlerini destekler. Bu hibrit yaklaşım, mühendislerin gerektiğinde düşük kod basitliğini tam programlama esnekliğiyle birleştirmesine olanak tanır.

Devasa Açık Ekosistem

Bir diğer büyük avantaj ise açık topluluk ekosistemidir. Endüstriyel protokoller, bulut API'leri, veritabanları ve analiz platformları için binlerce katkı sağlanmış düğüm mevcuttur.

Birçok özel endüstriyel yazılım paketinin aksine, Node-RED pahalı çalışma zamanı lisanslarından kaçınır. Bu esneklik, pilot projeler, uzaktan izleme sistemleri ve ölçeklenebilir mimariler geliştiren makine üreticileri için cazip hale getirir.

Şekil 5. Node-RED ile oluşturulan tarayıcı panelleri, operatörlere hafif HMI işlevselliği ve canlı makine verisi sağlayabilir.

Node-RED'in Otomasyonun Geleceğindeki Yeri

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

Ancak, Node-RED otomasyon donanımı ile kurumsal yazılım arasındaki büyüyen boşluğu dolduruyor. Fabrikalar daha fazla bağlantı, öngörücü analiz ve bulut entegrasyonu talep ettikçe, düşük kodlu uç platformlar stratejik olarak önem kazanmaktadır.

Önümüzdeki on yılda en başarılı üreticiler muhtemelen kanıtlanmış kontrol donanımını, operasyonel taleplere hızlıca uyum sağlayabilen esnek yazılım katmanlarıyla birleştireceklerdir. Node-RED, geliştirme sürtünmesini azaltırken entegrasyon esnekliğini koruduğu için bu yönle iyi uyum sağlar.

Gerçek değeri mühendislerin yerini almak değil. 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 alanında 14 yıldan fazla deneyime sahiptir. Geçmişi, Siemens, Rockwell Automation, Beckhoff Automation ve Emerson proses kontrol sistemlerini içeren otomasyon entegrasyon projelerini kapsamakta olup, bu projeler üretim ve enerji tesislerinde gerçekleştirilmiştir.