4G-fjärrövervakning av obemannade platser: arkitektur och checklista
Så ansluter du en obemannad plats via 4G: utgående anslutningar eller VPN, strömförsörjning, larm, buffring vid avbrott och vilka ICP DAS-enheter som passar.
MQTT kontra OPC UA: så når maskindata ut till IT-systemen
Hur MQTT och OPC UA skiljer sig åt i kommunikationsmodell, databeskrivning och säkerhet, och vilka ICP DAS-enheter som stöder respektive protokoll.
Publicerad
De flesta automationsprojekt måste förr eller senare leverera maskindata till system utanför styrnätverket: en SCADA-server, ett MES, en databas eller en molnplattform. Två protokoll dominerar den uppgiften. Den här artikeln jämför MQTT och OPC UA ur ett praktiskt perspektiv: hur respektive protokoll kommunicerar, hur data beskrivs och skyddas och vilka system som normalt tar emot den. Avslutningsvis ges en översikt över ICP DAS-enheter som stöder ett av protokollen eller båda.
Två olika kommunikationsmodeller
MQTT är ett publish/subscribe-protokoll. Enheterna ansluter som klienter till en central broker och publicerar meddelanden till topics som site1/line2/press4/temperature. Applikationer som prenumererar på ett topic tar emot dess meddelanden. Publicerare och prenumeranter behöver inte känna till varandra. Standardportarna är 1883 för okrypterad TCP och 8883 för MQTT över TLS.
OPC UA används oftast som klient/server. Enheten eller gatewayen kör en OPC UA-server, och en klient, till exempel ett SCADA-system, ansluter till den, bläddrar i adressrymden, läser och skriver värden och prenumererar på ändringar. Standardporten är 4840. Specifikationen definierar även ett publish/subscribe-läge, men de flesta installerade servrar och klienter använder klient/server.
Det här påverkar nätverksdesignen. Med MQTT är det fältenheten som öppnar anslutningen, vilket passar anläggningar bakom NAT eller en brandvägg som bara tillåter utgående trafik. Med OPC UA klient/server måste klienten kunna nå servern, så båda ligger oftast i samma nätverk eller är sammankopplade via VPN.
Informationsmodell kontra payload
MQTT transporterar byte. Protokollet definierar inte vad ett meddelande innehåller, så topic-struktur, payloadformat (ofta JSON), enheter och tidsstämplar måste avtalas mellan avsändare och mottagare. Konventioner som Sparkplug B tillför en definierad payload, men bara om båda sidor stöder dem.
OPC UA innehåller en informationsmodell. Varje värde är en nod med datatyp, tidsstämpel, statuskod och valfria attribut som teknisk enhet och beskrivning. En klient kan bläddra i servern för att ta reda på vad som finns tillgängligt, utan någon separat registerlista.
I praktiken är MQTT snabbt att sätta upp och flexibelt, men att dokumentera topics och payloads är ditt ansvar. OPC UA kräver mer konfiguration på båda sidor, men datan beskriver sig själv.
Säkerhet
MQTT förlitar sig på TLS för kryptering, användarnamn och lösenord eller klientcertifikat för autentisering samt åtkomstregler i brokern som styr vem som får publicera eller prenumerera på vilka topics. OPC UA har säkerheten inbyggd i protokollet: applikationscertifikat, säkerhetslägena None, Sign och SignAndEncrypt samt användarautentisering. I båda fallen fungerar skyddet bara om det är konfigurerat. En broker på port 1883 utan autentisering, eller en OPC UA-endpoint med säkerhetsläget None, är öppen för alla som kan nå den.
MQTT och OPC UA i korthet
| MQTT | OPC UA | |
|---|---|---|
| Modell | Publish/subscribe via en broker | Klient/server (PubSub som tillval) |
| Anslutningsriktning | Enheten ansluter ut till brokern | Klienten ansluter till servern i enheten |
| Standardportar | 1883, 8883 (TLS) | 4840 |
| Databeskrivning | Topics och payload definieras av användaren | Informationsmodell med typer, enheter, tidsstämplar och status |
| Leveransalternativ | QoS 0, 1 och 2, retained messages, last will | Prenumerationer med samplings- och publiceringsintervall |
| Typiska mottagare | Brokers, IoT-molntjänster, databaser, IT-applikationer | SCADA, MES, historians, HMI med OPC UA-klient |
Välja för ditt projekt
- Välj MQTT när många distribuerade enheter skickar data till ett centralt system eller ett molnsystem, när anläggningar ansluts via 4G eller internet, eller när IT redan driver en broker.
- Välj OPC UA när ett SCADA-system, MES eller en historian i anläggningsnätet ska läsa strukturerad data via sin OPC UA-klient.
- Använd båda när samma data behövs både ute i produktionen och inom IT. En kommunikationsserver kan leverera OPC UA till SCADA och samtidigt publicera samma värden till en broker.
Kontrollera vad det mottagande systemet stöder innan du väljer fälthårdvara. Det är oftast mottagaren som avgör protokollet.
ICP DAS-enheter med MQTT och OPC UA
Båda protokollen i en enhet
Kommunikationsservrarna i UA-serien (UA-2241M, UA-2841M, UA-5231M och UA-7231M) läser data via Modbus TCP, Modbus RTU/ASCII, MQTT och EtherNet/IP och tillhandahåller den samtidigt via en OPC UA-server, MQTT och SNMP. De har en inbyggd MQTT-broker, skriver data till databaser som MS SQL, MySQL och MariaDB med återställning av offlinedata och stöder HTTPS, OpenVPN-klient och IP-vitlistor.
OPC UA-I/O-moduler från ICP DAS, som U-7526M (AI, AO, DI och DO) och U-7544M (8 DI och 8 DO), kombinerar inbyggd I/O med OPC UA-server och -klient, MQTT-klient och RESTful API, som kan köras samtidigt. De har en Ethernet-switch med två portar, kan matas via PoE och stöder IF-THEN-ELSE-regler.
MQTT på enhetsnivå
- WISE edge-styrenheter som WISE-5231M och WISE-2841M: MQTT-klient med publish, subscribe och SSL, samt Modbus TCP/RTU och SNMP.
- WISE-75xxM I/O-moduler som WISE-7526M: MQTT-klient (utan SSL) och Modbus TCP.
- ET-2200 Ethernet-I/O som ET-2217: publicerar I/O-status, prenumererar på topics och återansluter automatiskt.
- ETS-7200 cybersäker I/O som ETS-7255: MQTT med valfri TLS, Modbus TCP/TLS och HTTPS.
- Moduler i serien MQ-7200M, som MQ-7244M: MQTT 3.1 och Modbus TCP.
- Dataloggrar i serien CL-200, som CL-202-E för CO2, temperatur och luftfuktighet: Modbus TCP och MQTT via Ethernet.
På mottagarsidan finns BRK-2841M, en dedikerad MQTT-broker för MQTT 3.1, 3.1.1 och 5.0 med QoS, retained messages, last will, autentisering, kryptering och bridging. Den skriver till databaser som MySQL och buffrar data på microSD vid avbrott.
OPC UA i styrsystem
PAC med Win-GRAF, som XP-9188-IoT och RPAC-2658M, kör IEC 61131-3-program och har en inbyggd OPC UA-server, så att styrning och dataåtkomst hanteras i en och samma enhet.
Skicka oss en beskrivning av dina datakällor och det mottagande systemet, så föreslår vårt tekniska säljteam en lämplig kombination.
Produkter för denna tillämpning
PET-7017-10 CR
PET-7017-10 PoE Ethernet I/O Module, 10/20-ch Analog Input
Ordinarie pris:
3 168,74 kr
per st. · mängdrabatt från 10 st.
The PET-7017-10 is a PoE-powered Ethernet analog input module for engineers who need voltage or current measurement on a networked I/O node. Its inputs can be set as 10 differential or 20 single-ended channels in software, and each channel can be given its own range, so one module can serve mixed sensor types on the same network.Each channel offers a choice of voltage ranges from ±150 mV to ±10 V and current ranges of ±20 mA, 0 ~ 20 mA and 4 ~ 20 mA, selected with jumpers. Resolution is 16-bit, and the module has two sampling modes: normal mode at 10 Hz total and fast mode at 50 Hz total. Open wire detection is available for 4 ~ 20 mA inputs, and differential channels are rated for 240 Vrms overvoltage protection.Configuration and monitoring are handled through a built-in web server with Web HMI, and the module supports Modbus TCP and Modbus UDP. Access is controlled by ID, password and IP filter. The unit is powered either from PoE (IEEE 802.3af, Class 1) or from a +12 ~ +48 VDC terminal block, and it mounts on a DIN rail.ApplicationsBuilding automationFactory automationMachine automationRemote maintenanceRemote diagnosisTesting equipment
AR-200 CR
AR-200 Accelerometer Data Logger, 2-ch IEPE Input
Ordinarie pris:
6 647,70 kr
per st. · mängdrabatt från 10 st.
AR-200 CR is a dynamic signal acquisition module for vibration monitoring and analysis. It accepts two IEPE accelerometers, each supplied with a built-in 3 mA excitation current, and digitises the signals with a 16-bit converter. Sampling of both channels runs simultaneously, at rates up to 200 kHz per channel.Recordings are written to a Micro SD card, so data can be taken away and analysed offline. Capture can be started by a push button, a schedule, an analog threshold, a digital input or a remote command from the supplied utility on a host PC, which also lets you set the sampling rate and scheduling for each application. A single relay output and one digital input add basic event handling to the unit.The logger suits panel or machine installations that need to run unattended. It works from a wide +10 to +30 VDC supply, operates from -25 to +75 °C, and provides 4 kV contact ESD protection on all terminals. Mounting is by wall or DIN-rail.ApplicationsVibration monitoring and analysisIndustrial automationFactory automationProcess automation
AR-400 CR
AR-400 Accelerometer Data Logger, 4-ch IEPE Input
Ordinarie pris:
7 589,46 kr
per st. · mängdrabatt från 10 st.
The AR-400 is a dynamic signal acquisition module for vibration monitoring and analysis. It samples four channels simultaneously with 16-bit resolution and supplies a built-in 3 mA excitation current for IEPE accelerometers, so compatible sensors can be connected directly without an external supply.Acquired data is written to a micro SDHC card (4 to 32 GB), allowing offline analysis after capture. Recording can be started by push button, schedule, analog threshold, digital input or remote trigger from the utility software installed on a host PC, which also handles sample rate and sampling schedule settings.Suited to condition monitoring setups where vibration data must be captured at defined times or on defined events.Includes a relay output (Form A, 5A@250 VAC) and a digital input for use within trigger or control logic.ApplicationsVibration monitoring and analysisIndustrial automationFactory automationProcess automation
ASO-0051
ASO-0051 180° Hold-Down Clip (include 50 pcs)
Ordinarie pris:
265,91 kr
per st. · mängdrabatt från 10 st.
180° Hold-Down Clip (include 50 pcs).
Mer om Fjärrövervakning och IIoT
Lokal logik och larm utan PLC: IF-THEN-regler i WISE-moduler
Så hanterar de webbläsarkonfigurerade IF-THEN-ELSE-reglerna i WISE-moduler lokal logik, loggning och larm – med ett praktiskt exempel och begränsningarna.
Behöver du hjälp att välja?
Vi känner ICP DAS sortiment och hjälper dig att hitta rätt modul, tillbehör eller reservdel.
Kontakta teknisk försäljningFör företagskunder
- Mängdrabatt dras automatiskt
- Momsfri leverans inom EU med verifierat momsnummer
- Datablad och fullständiga specifikationer för alla produkter