यह कार्य एक फिल्म एक्सट्रूज़न सिस्टम और मॉनिटरिंग उपकरणों के बीच डेटा संचार के लिए एक लचीली विधि का प्रस्ताव करता है जो संदेश पंक्तिबद्ध करना टेलीमेट्री ट्रांसपोर्ट (MQTT) नामक संदेश प्रोटोकॉल पर आधारित है।
इस काम का उद्देश्य एक प्रकाशक-ग्राहक आधारित प्रोटोकॉल को नियोजित करके बहुलक प्रसंस्करण मशीन के लिए एक लचीली डेटा संचार संरचना का निर्माण करना है जिसे संदेश कतारबद्ध टेलीमेट्री ट्रांसपोर्ट (एमक्यूटीटी) कहा जाता है, जिसे टीसीपी / आईपी पर संचालित किया जाता है। पारंपरिक उपकरणों का उपयोग करते समय भी, प्रसंस्करण डेटा को इंटरनेट संचार के माध्यम से कहीं भी विभिन्न उपकरणों द्वारा मापा और रिकॉर्ड किया जा सकता है। एक संदेश-आधारित प्रोटोकॉल लचीले संचार की अनुमति देता है जो मौजूदा सर्वर-क्लाइंट प्रोटोकॉल की कमियों को दूर करता है। एकाधिक डिवाइस स्रोत उपकरणों द्वारा प्रकाशित संसाधन डेटा की सदस्यता ले सकते हैं. प्रस्तावित विधि एकाधिक प्रकाशकों और ग्राहकों के बीच डेटा संचार की सुविधा प्रदान करती है। इस कार्य ने एक ऐसी प्रणाली को लागू किया है जो उपकरण और अतिरिक्त सेंसर से डेटा को संदेश ब्रोकर में प्रकाशित करती है। ग्राहक ब्रोकर द्वारा रिले किए गए प्रक्रिया डेटा की निगरानी और भंडारण कर सकते हैं। सिस्टम को तैनात किया गया है और प्रभावशीलता को प्रदर्शित करने के लिए एक फिल्म एक्सट्रूज़न लाइन के लिए चलाया गया है।
चौथी औद्योगिक क्रांति की लहर में, विभिन्न प्रसंस्करण डेटा का अधिग्रहण और निगरानीमहत्वपूर्ण कार्य बन गए हैं। विशेष रूप से, प्रक्रिया डेटा का उपयोग करके विनिर्माण प्रक्रिया में सुधार करना और कुशल संचालन योजनाओं की स्थापना सभी विनिर्माण सुविधाओं 2,3 का एक महत्वपूर्ण लक्ष्य होगा। डाउनटाइम को बहुत कम किया जा सकता है यदि एक अलार्म कारखाने से बाहर भेजा जा सकता है या यदि समय 4 में पूर्वानुमानित रखरखाव किया जा सकताहै। हाल ही में, बहुलक प्रक्रियाओं 5,6 में डेटा विश्लेषण के लिए कई प्रयास किए गए हैं। हालांकि, मौजूदा सिस्टम 7 से इस तरह के डेटा को प्राप्त करने में कठिनाइयों के कारण इन कार्यों का संचालन करना आसान नहींहै। नियंत्रण और इंस्ट्रूमेंटेशन की पदानुक्रमित संरचना डेटा अधिग्रहण और संचार को मुश्किल बनाती है।
सबसे पहले, विभिन्न विनिर्माण तिथियों के साथ विभिन्न मशीनों से डेटा प्राप्त करना संभव नहीं है। विभिन्न मशीनों के बीच संचार का एहसास करना मुश्किल है क्योंकि इसके लिए मालिकाना प्रारूपों में विभिन्न फील्डबसों के बीच इंटरऑपरेबिलिटी की आवश्यकता होती है। इस तरह, संचार विधियों और डेटा प्रारूपों को निजी रखा जाता है। यह आसानी से डेटा सुरक्षा बनाए रखने में मदद करता है लेकिन उपयोगकर्ताओं को सेवाओं और भविष्य के विकास के लिए मशीन बिल्डर पर निर्भर रखता है। पॉलिमर प्रोसेसिंग मशीनों से जुड़े मानव-मशीन इंटरफ़ेस (एचएमआई) सहित हाल के नियंत्रण कंप्यूटर ज्यादातर विंडोज-आधारित होते हैं, लेकिन मालिकाना विकास वातावरण में बनाए गए सॉफ़्टवेयर से भरे होते हैं। सेंसर या एक्ट्यूएटर्स के साथ संवाद करने के लिए विभिन्न कंपनियों से प्रोग्राम योग्य तर्क नियंत्रकों (पीएलसी) का उपयोग करना संभव है, लेकिन कई मामलों में, ऊपरी पर्यवेक्षी नियंत्रण और डेटा अधिग्रहण (एससीएडीए) प्रणाली नियंत्रण कंप्यूटर8 पर निर्भर है। इस अभ्यास ने बाजार में प्रतिस्पर्धा करने के लिए कई प्रोटोकॉल, फील्डबस और नियंत्रण प्रणालियों का कारण बना दिया है। यद्यपि इस जटिलता को समय के साथ थोड़ा कम कर दिया गया है, लेकिन कई प्रकार के फील्डबस और प्रोटोकॉल अभी भी सक्रिय उपयोग में हैं।
दूसरी ओर, नियंत्रण उपकरणों और SCADA के बीच संचार को Open Platform Communications United Architecture (OPCUA) 9 द्वारा मानकीकृत किया गया है। इसके अलावा, स्काडा और विनिर्माण निष्पादन प्रणाली (एमईएस) के बीच संचार भी मुख्य रूप से OPCUA के माध्यम से किया गया है। इस तरह के एक तंग पदानुक्रमित संरचना में, प्रक्रिया की निगरानी और विश्लेषण के लिए स्वतंत्र रूप से डेटा निकालना आसान नहीं है। आमतौर पर, डेटा को SCADA या MES10 से बाहर निकाला जाना चाहिए। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, ये सिस्टम विक्रेता-विशिष्ट हैं, और डेटा प्रारूप शायद ही कभी खुले होते हैं। नतीजतन, डेटा निष्कर्षण को मूल सूचना प्रौद्योगिकी / परिचालन प्रौद्योगिकी (आईटी / ओटी) समाधान विक्रेताओं से पर्याप्त समर्थन की आवश्यकता होती है। यह निगरानी और विश्लेषण के लिए डेटा अधिग्रहण में बाधा डाल सकता है।
एक फिल्म एक्सट्रूज़न लाइन में, नियंत्रण पीसी एक SCADA प्रणाली11 द्वारा पर्यवेक्षण किया जाता है। SCADA सिस्टम एक कंप्यूटर प्रोग्राम द्वारा संचालित होता है जिसे आसानी से संशोधित नहीं किया जा सकता है। कंप्यूटर प्रोग्राम संपादन योग्य हो सकता है, लेकिन संपादन काफी महंगा और समय लेने वाला है। प्रसंस्करण डेटा की आसानी से निगरानी और विश्लेषण करने के लिए, डेटा किसी भी स्थान से सुलभ होना चाहिए। साइट से दूर प्रसंस्करण डेटा की निगरानी करने के लिए, कंप्यूटर प्रोग्राम को इंटरनेट12 पर प्रसंस्करण डेटा स्ट्रीम करने में सक्षम होना चाहिए। इसके अलावा, एक खुली मुफ्त विधि डेटा अधिग्रहण13 के लिए खर्च को कम करती है। यह दृष्टिकोण डेटा विश्लेषण को छोटे कारखानों में भी करने की अनुमति देता है जो वाणिज्यिक आईटीसमाधानों में निवेश करने का जोखिम नहीं उठा सकते हैं।
इस अध्ययन में, प्रकाशक-ग्राहक मॉडल पर आधारित एक संदेश प्रोटोकॉल नियोजित किया गया है। संदेश पंक्तिबद्ध टेलीमेट्री ट्रांसपोर्ट (MQTT) एक खुला और मानक प्रोटोकॉल है जो कई डेटा प्रदाताओं और उपभोक्ताओं के बीच संदेश भेजने में सक्षम बनाताहै। यहां, हम एक ऐसी प्रणाली का प्रस्ताव करते हैं जो मौजूदा विनिर्माण सुविधाओं के लिए एमक्यूटीटी का उपयोग करके डेटा प्राप्त, संचारित और निगरानी करती है। प्रदर्शन को सत्यापित करने के लिए सिस्टम को एक फिल्म एक्सट्रूज़न लाइन में परीक्षण किया जाता है। मूल नियंत्रक से डेटा Modbus प्रोटोकॉल के माध्यम से एक किनारे डिवाइस के लिए प्रेषित कर रहे हैं। फिर, डेटा ब्रोकर को प्रकाशित किया जाता है। इस बीच, दो रास्पबेरी पाई एक ही ब्रोकर को मापा तापमान और रोशनी प्रकाशित करते हैं। फिर, इंटरनेट पर कोई भी डिवाइस डेटा की सदस्यता ले सकता है, इसके बाद इसकी निगरानी और रिकॉर्डिंग की जाती है जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। इस काम में प्रोटोकॉल दिखाता है कि पूरी प्रक्रिया कैसे की जा सकती है।
प्रस्तुत प्रोटोकॉल का पालन करके, प्रसंस्करण डेटा की निगरानी की जा सकती है और एमईएस जैसे महंगे आईटी समाधानों के बिना दर्ज किया जा सकता है। आईओटी प्रौद्योगिकियां पारंपरिक मशीनों से डेटा प्राप्त करना औ?…
The authors have nothing to disclose.
इस अध्ययन को सियोलटेक (सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी) द्वारा वित्त पोषित अनुसंधान कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया था।
Edge Device | Adavantech | UNO 420 | Intel Atom E3815 Fanless |
Film Extrusion Machine | EM Korea | Not Available | For production of 450 mm film |
Pydroid | IIEC | Not Available | Android Devices |
Python3 | Python Software Foundataion | Not Available | Windows, Linux |
Raspberry Pi 4 | CanaKit | Not Available | Standard Kit |