Blog | Com-Forth

groov RIO - bástya a vezér elé

Written by Hóringer Tamás | 2020. október 13. 10:02:19 Z

Már több mint két éve, hogy az OPTO22 piacra dobta az azóta zászlóshajóvá előlépett, All In One terepi eszközét, amibe nevéhez híven mindent beleadott, ami az OPTO22 termékeiben jó. Megbízhatóság, innovatív ötletek, technológia, ergonómia és design, nem utolsó sorban pedig ingyenes, mégis magas színvonalú termék támogatás.

Az EPIC-et könnyű megszeretni, még könnyebb használni, így mi is hamar rákaptunk és a megszokott laborteszteket követően mára már éles projektekben bizonyít, erről hamarosan egy átfogóbb írásban olvashattok majd.

 

Valami még hiányzott

 

Egy dilemma azonban számos alkalommal felvetődik, akár saját rendszerbe tervezzük, akár partner részére ajánljuk az EPIC-et: 

 

“Remek kis eszköz, de nekem tulajdonképpen csak egy remote IO kellene és mellé maximum egy kis beágyazott gép.”

 

Sok olyan eset van, amikor valójában a feladat maga elég egyszerű, az elvárás néhány alapfunkció megvalósítása, üzemi vagy akár földrajzilag elszigetelt berendezések rendszerbe kötése, nem több. Ilyen helyzetben az EPIC árát és tudását tekintve is hamar kikerült a racionális alternatívák köréből. Egyrészt azért, mert - bár az EPIC akár 16 I/O kártyával szerelhető - vannak szituációk, amikor a túlzott központosítás nem kívánatos, másrészt pedig a fedélzeti SCADA és más kiegészítő funkciók viszont szükségtelenek minden csomópontban.

 

Ezekre az igényre válaszolt most az OPTO22 a groov termékcsalád bővítésével.

 

 

EPIC lite

 

Megszületett tehát a groov RIO koncepciója, melyből az első teszt példány három hete érkezett meg hozzánk, a mostani beszámolóban pedig az első benyomásokat szeretnénk megosztani Veletek.

 

<spoiler>

A groov RIO kétségtelenül legforróbb tulajdonsága a szoftveres felületről, gyakorlatilag teljesen szabadon konfigurálható I/O terminál.

</spoiler>

 

Akik nem szeretnek rögtön a könyv végére lapozni és átugrották az előző bekezdést, innen csatlakozhatnak újra.

 

Terepi IO megoldása szinte minden, az ipari OT eszközök területén jelentősebb piaci szereplőnek van (pl.: a MOXA ioLogik termékcsaládjából szinte minden igényre választhatunk megfelelő eszközt), azonban aki dolgozott már ezekkel az eszközökkel, tudja, hogy típus specifikusan javarészt egy-két fix (jobb esetben néhány választható) I/O típus kezelésére alkalmas.

 

 

“Kellene még egy pont!”

 

Az egyik legtipikusabb probléma - különösen kisebb berendezések, rendszerek esetén - a “kellene még egy x be/kimenet” felkiáltással kezdődik, ahol az x mindig egy a többitől eltérő I/O típust jelent. (pl.: analóg pontok esetén egy digitális jel kezelésére is lenne igény, stb.) Ez pedig legtöbbször dilemmához vezet: tegyünk be egy újabb remote I/O egységet (amely javarészt kihasználatlan marad), vagy valahogy megoldjuk anélkül a jel nélkül. Ha nincs szerencsénk, akkor ez a felismerés akkor jön, amikor a projekt - költségvetését tekintve - már fix, az igény vagy tudható volt korábban, vagy nem, a helyzet viszont adott: meg kell oldani.

 

A groov RIO egyik hatalmas előnye, hogy valamennyi I/O pontja széles skálán konfigurálható, kezdve attól, hogy az adott pontot be/kimenetként kívánjuk használni, egészen odáig, hogy a kezelt analóg vagy digitális jel milyen sztenderd szerint értelmezett, sőt, milyen előfeldolgozást várunk el rajta. Az alábbi táblázat jól szemlélteti a lehetőségeket:

 

Van ennek jelentősége? A válasz, egyértelműen: igen! Vannak olyan szituációk, amikor a minden részletre kiterjedő tervezés nem megoldható és/vagy nem áll rendelkezésre kellő információ a szükséges eszközök számának és típusának megválasztása tekintetében.

 

Ezen felül a beszerzések (különösen közbeszerzés) jellemző problémái:

 

  • Sokszor lazán, elnagyoltan megfogalmazott elvárások, homályos területek.
  • Ajánlat műszaki tartalma kötött. Ha egyszer egy tétel bekerült, akkor az, és pontosan az a tétel kell leszállításra kerüljön. A módosítás körülményes.
  • Tételek ára és budget kötött. Ha létrejött a megállapodás, akkor nagyon nehéz (szinte lehetetlen) még egy esetlegesen nem kellően precízen meghatározott műszaki tartalomból eredő, előre nem látható igénymódosulás (pl.: eltérő számú és típusú I/O) esetén is további költséget v. módosítást elfogadtatni.

 

Ilyenkor igyekszünk tehát tartalékkal számolni és megtalálni azt az egyensúlyi állapotot, amikor az esetleges bizonytalanságokból eredő kockázat és az ennek kompenzálására kalkulált tételek mellett is versenyképes ajánlatot tudunk a Partner asztalára tenni. 

 

A groov RIO ezekben a helyzetekben jön igazán jól, hiszen elég a pontszám jó közelítésére figyelni, a típus (és ebből adódóan az egyes megajánlott eszköztípusok darabszáma) már sokkal kevésbé jelentős kérdés.

 

 

Mit tud még?

 

A groov RIO számos olyan funkciót, szolgáltatást örökölt az EPIC-től, amellyel akár önmagában is alkalmas komplexebb rendszerek megvalósítására. Tekintsük most át a fontosabbakat:

 

Modbus: Az örök wildcard. A protokoll, amit szinte mindenki ismer, amin szinte minden eszköz képes kommunikálni. Bár ICS Cyber Security szempontból mára már komoly hiányosságai vannak, de ezt egyrészt a groov RIO fedélzeti tűzfalával, másrészt - a mára egyre inkább elterjedt - ipari hálózatok védelmére optimalizált, az ipari protokollokon zajló forgalmat valós időben elemezni és szűrni képes eszközökkel (pl. MOXA TX-One, mbConnet mbNET) orvosolni lehet.

 

Két izolált hálózat: Mely itt is lehetőséget ad arra, hogy az eszköz egyik csatornával az ipari hálózattal tartson kapcsolatot, a másikkal - az integrált tűzfal funkción keresztül - teljesen szeparáltan, küldjön adatot (pl.: MQTT protokollon) az interneten keresztül egy másik site, vagy akár a felhőben lévő harmadik fél alkalmazása felé. 

Nagyon hasznos újítás, hogy az eszköz PoE-n keresztül (IEEE 802.3af) is megtáplálható, megkönnyítve ezzel a telepítést olyan esetekben, amikor a lokális betáp kialakítása valamilyen okból nehézségekbe ütközik. 

 

Fedélzeti tárhely: A groov RIO 4GB permanens tárhellyel szerelt, melyből közel 2,7GB a felhasználó rendelkezésére áll. Ez bőségesen elegendő arra, hogy rövid idejű fallback szituációban, egy megfelelően kialakított alkalmazással pufferelni lehessen a gyűjtött adatokat és később továbbítani a hálózat más elemei, vagy az internet felé.

 

USB csatoló: Többcélú, a management felületen keresztül konfigurálható - sőt, akár le is tiltható - USB port áll a felhasználó rendelkezésére, melyen keresztül különböző perifériák (további tárhely (+32GB), soros kommunikációs konverter, vagy akár WiFi adapter) csatlakoztathatóak a rendszerhez. Meg kell jegyezni, hogy ezek köre valamelyest behatárolt a beágyazott RT Linux operációs rendszerhez történő illesztés szükségessége miatt.

 

Natív OPTO22 PAC és CodeSys kapcsolat: Természetesen ez az eszköz is kompatibilis az OPTO22 méltán népszerű, ingyenes projekt fejlesztő eszközével a PAC Project-el, de a gyártó jóvoltából az - ezen a téren univerzális megoldásnak számító - CodeSys is támogatott.

 

Felhasználókezelés, Tűzfal, VPN: A korábban már említett kiberbiztonsági szempontok ennek az eszköznek a tervezésénél is kiemelt szempontnak számítottak, így a szolgáltatások széles skálája áll rendelkezésre a mai kor elvárásainak megfelelő megoldások kialakításához. A fedélzeti VPN-t felhasználva dedikált S2S vagy M2M kapcsolat hozható létre. A tűzfal a webes management felületről click&go konfigurálható, minden különösebb szakirányú gyakorlat nélkül beállíthatóak azok a portok, amelyeken a fogadó hálózat rendszergazdái a kommunikációt engedélyezik. Az eszköz adminisztráció természetesen felhasználói szinten korlátozott. Külön említést érdemel az API felhasználói kulcsok alkalmazásának lehetősége, mely a REST API és Node-RED alapon történő fejlesztés során még könnyebbé teszi az integrátor dolgát.

 

Node-RED: Ezen az eszközön is helyet kapott az IBM nevével fémjelzett ingyenes folyamat alapú fejlesztő eszköz, a Node-RED, melyhez az OPTO22 - a saját eszközeinek használatát könnyítendő - gyári palettákat biztosít, így összetettebb megoldások is percek alatt implementálhatóak, akár zero coding megközelítéssel.

 

MQTT: Végül, de nem utolsó sorban akár a Node-RED, akár a fedélzeti SparkPlug MQTT segítségével lehetőség van az eszközről bármilyen adatot pub-sub elven anélkül továbbítani az internet - akár felhőben futó külső broker szolgáltatás - felé, hogy a befelé irányuló forgalmat bármely porton engedélyezni kellene. Az MQTT protokollt eleve kis forgalomigényre tervezték, így ott is problémamentesen alkalmazható, ahol akár az állandó kapcsolat, akár a nagyobb sávszélesség biztosítása kérdéses.

 

 

Hajszál híján matt…

 

Ezen a ponton engedjetek meg nekem egy rövid anekdotát, amely számomra mindenképp hosszú időre emlékezetessé teszi majd ezt a tesztelést.

 

Gyakran előfordul, hogy az otthoni irodából (mely talán kicsit fellengzős megnevezése a dolgozószobának) tevékenykedem. Nálam ez valamelyest független az elmúlt hónapok járványügyi intézkedéseitől, bár időarányát tekintve természetesen volt hatása. A családi házunk egy kis település peremén helyezkedik el, a közcélú villamos hálózat légvezetékes.

 

A teszt alanyát egy szombat délutánon gyötörtem épp, amikor hirtelen minden kijelző elsötétült és a RACK szekrényben csipogni kezdett a szünetmentes tápegység. Az áramszünet nem ritka esemény felénk, sőt az ingadozó hálózat miatt a házhoz tartozó Fi relé is gyakran leold. Látszólag most is ez történt, így egyszerűen visszakapcsoltam. Másodszorra is leoldott, csak kicsit “hangosabban”, ekkor már sejtettem, hogy gond lesz.

 

A következő órák, majd az azt követő pár nap eseményeivel egy külön posztot megtölthetnék, de ettől most tekintsünk el, a történet szempontjából annyiban foglalnám össze, hogy a szolgáltató hálózatán elszakadt a nullvezető, aminek következtében túlfeszültség került a  ház villamos hálózatára. Első alkalommal a B+C túlfeszültség levezető dolgozott, második alkalommal (visszakapcsolás) már csak a földelés, aminek a kazán, a gyerekekkel közös kedvenc XBOX és még jónéhány elektronikai berendezés lett az áldozata.

 

A veszteségek összeírása során - mikor már épp elégedetten konstatáltam, hogy az informatikai eszközöket megvédte az UPS - hasított belém a felismerés, hogy bizony, a teszt eszközök közül mind az EPIC mind pedig a RIO hálózaton volt a hiba idején…

Ismeritek az érzést, ami lassan kúszik fel az ember hátán, egyszerre hideg és meleg, egyszerre fázol és izzadsz tőle… Leültem az asztalhoz, közben gyors fejszámolást végezve, magamban összeadogatva az egyes részegységek árát, a szumma pedig vészesen közeledett a hét számjegy felé. A tápegység csatlakoztatását követően egy hosszan rövid pillanat…. majd mindkét eszközön villanak a LED-ek, éled az LCD… lassan fújom ki a levegőt. Pár perc múlva már a webes felületen próbálgatom az I/O-k működését. Minden rendben.

 

Lehet arról szakmai vitát folytatni, vajon mi mentette meg az eszközt. Szerencsém volt és/vagy pont azon a fázis van a dugalj, ahol a feszültség lefelé mozdult el, a MeanWell vagy az OPTO22 tápmoduljai teljesítettek jelesre… nem tudom,mindenesetre a szett minden látható probléma nélkül vészelte át a kalandot. Én vesztettem pár évet, nyertem néhány ősz hajszálat, na meg persze tapasztalatot, de a gyerekek mellett e kettő tekintetében már úgyis edzésben vagyok. :)

 

Összkép

 

Az OPTO22 újfent egy remek kis eszközzel rukkolt elő, melynek kétségtelenül van létjogosultsága, kérdés, hogy a magyar piacon rendkívül erős jelenléttel bíró konkurens gyártók termékei mellett mennyire tud érvényesülni. 

 

Véleményem szerint a groov RIO - akárcsak nagy testvére az EPIC - elsősorban azoknak optimális választás, akik:

 

  • most indulnak az ipar 4.0 útján, nincs egy kialakult - gyártóspecifikus - eszközparkjuk (vagy abban szívesen kipróbálnak újdonságokat is), 
  • kis és közepes gyártóegységek, üzemek, komplex adatgyűjtési feladatait akarják kisebb - de már jól használható - ütemekben kialakítani úgy, hogy később könnyen és gyorsan integrálható legyen nagyobb, akár felhő alapú megoldásokkal. Ezen felül jokerként húzható elő olyan esetekben, amikor kevés információ alapján kell gyorsan árajánlatot adni.
  • akik műszaki területen egyébként járatosak, és adott esetben az ipari adatgyűjtés, automatizálás területére is ki kell terjesszék a szolgáltatásaikat, de a felmerülő feladatok mérete, összetettsége és mennyisége nem teszi lehetővé külön automatizálási szakértő alkalmazását, bevonását. 


Ezen felül akár rendszeritegrátorként, akár végfelhasználóként, beruházóként tekintjük az eszközt, érdemes megfontolni az alábbi szempontokat:

 

 

 

Előnyök

Megfontolások

 

Rendszerintegrátor

Végfelhasználó / Beruházó

Kompakt architektúra

  • a jellemző feladatokra kész, click&go codeless konfigurálható komponensek
  • gyárilag összeválogatott, előkonfigurált megoldások
  • gyorsabb, tervezhetőbb, komplikációktól mentes tervezés, kivitelezés
  • különböző eszközök kompatibilitás problémái elkerülhetőek

  • pénzügyi- és ütemezési szempontból pontos tervezhetőség
  • projektre vetítve alacsonyabb bekerülési költség
  • kedvező CAPEX

Variábilis I/O interfész

  • szabadon, típus és szabvány szinten szabadon konfigurálható be/kimenetek
  • kevesebb háttérinformáció esetén is magabiztos eszközválasztás, skálázás

  • rugalmas és gyors bővíthetőség
  • könnyebb tartalékképzés
  • kisebb bizonytalanság, pontosabb költségtervezés

Átfogó

fedélzeti

szoftvercsomag

  • webes adminisztrációs, konfigurációs frontend
  • open source programozói felület
  • integrált security megoldások
  • integrált felhő megoldások
  • támogatás 3rd party univ. fejlesztőeszköz felé

  • nem szükségesek fizetős fejlesztőeszközök 
  • közösségi támogatás
  • speciális szakismeret nélkül is konfigurálható
  • Drag & Drop / codeless fejlesztés
  • natív kompatibilitás a leginnovatívabb fejlesztői eszközökkel
  • kiszolgáltatottság elkerülése
  • hosszú távú - személy v. szervezettől független támogatás
  • könnyű karbantarthatóság, alacsony költségek (TCO, OPEX)

Garancia

  • kiemelkedően magas garanciális időszak
  • magyarországi márkaképviselet
  • jó alkatrészellátottság
  • garanciális időszak költségei alacsonyabbak
  • honi támogatás előnyei (nyelv, munkarend, stb.)
  • alacsony válaszidők

  • kedvező TCO
  • alacsonyabb beruházási kockázat
  • alacsonyabb üzemviteli kockázat
  • kedvezőbb OPEX

Támogatás


  • kiemelkedő, ingyenes gyártói support
  • ingyenes, online hozzáférhető gyártói tudástár, képzések 
  • magyarországi márkaképviselet
  • kisebb kockázat a fejlesztés során
  • gyorsabb reakcióidő
  • honi támogatás előnyei
  • kiszolgáltatottság elkerülése
  • alacsonyabb üzemviteli kockázat
  • kedvezőbb OPEX

 

 

Összefoglalva: a groov RIO kompakt, univerzális kivitele és kiemelkedő támogatása miatt már a beruházás korai szakaszában jól tervezhető / költségelhető, villámgyorsan telepíthető, könnyen és egyszerűen konfigurálható mégis robusztus, gyári megoldásokkal szállított és így megbízhatóan üzemeltethető eszköz. 

 

A cikk írásakor 270e HUF körüli nettó listaár elsőre soknak tűnhet, ennél található a piacon valamivel kedvezőbb árú, szintén jó minőségű remote I/O, azonban ha azt nézzük, hogy a cikk elején említett beágyazott gép itt a modul része és az előtelepített eszközök, valamint a Node-Red segítségével gyakorlatilag komolyabb programozói szaktudás nélkül is testre szabott, akár Cloud ready megoldás alakítható ki, nem is beszélve arról a tényről, hogy I/Ok tekintetében teljesen univerzálisan variálható, akkor hamar belátható, hogy a megfelelő feladatra alkalmazva illetve teljes életút költségét tekintve nagyon is versenyképes termékről beszélünk.  

 

Ami tetszett:

  • kompakt, univerzális
  • 2xLAN, PoE, fedélzeti tűzfal
  • fedélzeti tárhely, USB interface
  • MQTT
  • Node-Red
  • továbbra is OPTO22 minőség és garancia

 

Ami nem:

  • tápcsatlakozás fix csavaros, nem dugaszolható sorkapocs soros
  • egy lokalizálást segítő funkció jól jönne, ha több ilyet is használunk egy szekrényen belül
  • a variálható I/O hátránya, hogy vagy a szekrény dokumentáció, vagy egy notebook elengedhetetlen szereléskor. (Szerencsére a bekötési rajz továbbra is online elérhető az eszközről, az I/O pontok azonosítását pedig beépített címke tulajdonság segíti.)

 

Mikor ajánljuk:

  • ha olyan projektre kell prompt remote IO eszközt választani, ahol a csatlakozó terepi eszközök, az illesztés módja, vagy akár számuk nem határozható meg pontosan.
  • meglévő vagy új groov EPIC rendszer kiterjesztéseként
  • belépő szintű eszközként, Ipar 4.0 (pilot) projektekhez, ahol kis költségvetésből kell megoldani meglévő berendezések adatainak felhőbe történő továbbítását.

 

Mikor nem:

  • ha tényleg csak és kizárólag a hagyományos értelemben vett I/O funkciókra van szükség
  • ha a csatlakozó eszközök száma, a csatolás módja egzakt meghatározott és a későbbi bővíthetőség nem prioritás