Η απομακρυσμένη παρακολούθηση προσφέρει στις βιομηχανίες τη δυνατότητα να παρακολουθούν σημαντικές παραμέτρους της παραγωγικής τους διαδικασίας σε πραγματικό χρόνο, ενισχύοντας την αποδοτικότητα και την ασφάλεια. Εξίσου κρίσιμη είναι η επιλογή και η εφαρμογή των κατάλληλων πρωτοκόλλων που διασφαλίζουν την ομαλή και ασφαλή μετάδοση των δεδομένων.

Στην εποχή της πληροφορίας, η επικοινωνία είναι γρήγορη, αξιόπιστη και βρίσκει εφαρμογή σε πολλούς τομείς παραγωγής, φέρνοντας στο προσκήνιο σημαντικά πλεονεκτήματα, όπως η απομακρυσμένη παρακολούθηση. Αυτή η τεχνολογία επιτρέπει την εξακρίβωση και τη μέτρηση διαφόρων παραμέτρων, όπως διαρροές, δονήσεις, εκπομπές ρύπων, πιέσεις και τάσεις, σε πραγματικό χρόνο.

Η απομακρυσμένη παρακολούθηση έχει ανθίσει χάρη στην εξάπλωση της χρήσης του cloud, βασικό συστατικό του Industry 4.0, το οποίο έχει επιτρέψει την ευρεία αξιοποίηση της εν λόγω τεχνολογίας στην παραγωγική διαδικασία. «Η χρήση cloud λογισμικού για την παρακολούθηση της παραγωγής, πέρα από όλα τα πλεονεκτήματα που εμπεριέχει, μας δίνει και τη δυνατότητα της απομακρυσμένης παρακολούθησης, η οποία δημιουργεί νέα σειρά πλεονεκτημάτων, τα οποία βλέπουμε καθημερινά, στις εγκαταστάσεις Evocon που πραγματοποιούμε», σημειώνει ο Σπύρος Βαμβακάς, Industry Expert – Evocon Partner.
Όπως επισημαίνει ο κ. Βαμβακάς, στην εποχή της ψηφιακής μετάβασης, εταιρείες όπως η Δέλτα και η Paliria επιλέγουν να ενσωματώσουν προηγμένες τεχνολογίες για την αποτελεσματικότερη διαχείριση των παραγωγικών τους διαδικασιών.

Η Δέλτα διαθέτει 3 εργοστάσια παραγωγής γιαουρτιού, γάλακτος και χυμών. «Με τη χρήση του Evocon, μπορούν όλοι οι ενδιαφερόμενοι, να παρακολουθούν οποιαδήποτε γραμμή παραγωγής σε οποιοδήποτε εργοστάσιο σε πραγματικό χρόνο, να έχουν άμεση ενημέρωση σε περίπτωση αστοχιών, να κάνουν benchmarking σε ομοειδείς γραμμές, να αντιγράφουν καλές πρακτικές κλπ», λέει ο κ. Βαμβακάς. Επίσης, μέσω της διασύνδεσης με το SAP, το πρόγραμμα παραγωγής είναι διαθέσιμο σε κάθε χειριστή αμέσως μετά τη δημιουργία του, χωρίς την ανάγκη χρήσης χαρτιών. Τα στοιχεία για κάθε παρτίδα που παράγεται από όλα τα εργοστάσια, είναι αμέσως διαθέσιμα στο κεντρικό σύστημα.

Η Paliria, με εργοστάσια σε Ελλάδα, Βουλγαρία και Ιορδανία, έχει επιλέξει το Evocon για την real time παρακολούθηση του ΟΕΕ. «Όλοι οι χρήστες γνωρίζουν σε πραγματικό χρόνο για κάθε γραμμή παραγωγής πόσα τεμάχια έπρεπε να έχουν παραχθεί, πόσα παράχθηκαν, πόσα δεν παράχθηκαν και για ποιο λόγο, για κάθε λεπτό», τονίζει ο κ. Βαμβακάς. Οι ομοειδείς γραμμές παραγωγής βρίσκονται σε άμεση σύγκριση, η συγκριτική αξιολόγηση είναι εύκολη και αντικειμενική. «Η διαφάνεια στην αποτύπωση των αποτελεσμάτων είναι διάχυτη και αδιαμφισβήτητη. Για οποιαδήποτε ανασκόπηση, τα στοιχεία είναι ανά πάσα στιγμή έτοιμα και αντικειμενικά», επισημαίνει ο κ. Βαμβακάς.

Eφαρμογή των κατάλληλων πρωτοκόλλων
Τα πρωτόκολλα αποτελούν ένα σύνολο συμφωνημένων κανόνων, που καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο γίνεται η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ συσκευών. Πρωτόκολλα δεδομένων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά δεδομένων μέσω δικτύου ή απευθείας μεταξύ δύο συνδεδεμένων συσκευών.
Τα πρωτόκολλα για την απομακρυσμένη παρακολούθηση ορίζουν τους κανόνες επικοινωνίας μεταξύ όλων των συσκευών που εμπλέκονται σε ένα σύστημα παρακολούθησης. Κάθε μέρος του συστήματος οφείλει να ακολουθεί το ίδιο πρωτόκολλο, αφού το μέσο επικοινωνίας αλλά και ο τύπος των δεδομένων αλλάζουν σε κάθε στάδιο.

Στην απομακρυσμένη παρακολούθηση σε βιομηχανικό περιβάλλον, τα πρωτόκολλα εφαρμόζονται σε επίπεδο πύλης (gateway). Η πύλη επικοινωνίας επιτρέπει την αλληλεπίδραση με διαφορετικές συσκευές πεδίου (field devices), όπως είναι οι αισθητήρες, και τις καθιστά αναγνώσιμες από το σύστημα απομακρυσμένης παρακολούθησης.
Ο μορφότυπος των δεδομένων (data format) που προέρχονται από τους αισθητήρες πεδίου είναι τελείως διαφορετικός από τον μορφότυπο που χρησιμοποιείται για τη των δεδομένων (data transmission). Προκειμένου τα δεδομένα από τους αισθητήρες να μπορέσουν να αξιοποιηθούν για τους σκοπούς της παρακολούθησης, μεταφέρονται αρχικά στην πύλη και στη συνέχεια στο υπολογιστικό νέφος (cloud) για περαιτέρω ανάλυση και επεξεργασία.

Η σημασία των custom πρωτοκόλλων
Οι διάφορες βιομηχανίες δεν είναι υποχρεωμένες να ακολουθούν πρωτόκολλα, τα οποία είναι διεθνώς αποδεκτά και χρησιμοποιούνται σε παγκόσμια κλίμακα. Η κάθε εταιρεία έχει την επιλογή να αναπτύξει πρωτόκολλα που αφορούν ειδικά τις δικές τις εφαρμογές και δραστηριότητες. Ωστόσο, οι περισσότερες εταιρείες του βιομηχανικού κλάδου αποφεύγουν αυτήν την πρακτική και ακολουθούν διεθνώς αποδεκτά πρωτόκολλα. Τα πρωτόκολλα έχουν ουσιώδη αξία και προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα, όπως:

Διαλειτουργικότητα: Τα πρωτόκολλα επιτρέπουν στους χρήστες να εγκαθιστούν εξοπλισμό και συσκευές από διαφορετικούς κατασκευαστές στο ίδιο σύστημα παρακολούθησης. Η χρήση πρωτοκόλλων επιτρέπει την επικοινωνία και την αλληλεπίδραση μεταξύ συσκευών διαφορετικής προέλευσης και κατασκευής.
Εάν δεν ακολουθούνται πρωτόκολλα, τότε σε περίπτωση που προκύψει ανάγκη αντικατάστασης κάποιας συσκευής, οι διαθέσιμες επιλογές περιορίζονται σε αυτές που προσφέρονται από τον αρχικό κατασκευαστή. Ο περιορισμός αυτός γίνεται ιδιαίτερα κρίσιμος όταν ο εξοπλισμός είναι πλέον παρωχημένος και η αντικατάστασή του αποτελεί μονόδρομο. Σε μια τέτοια περίπτωση, ουσιαστικά απαιτείται αντικατάσταση ολόκληρου του συστήματος, γεγονός που καθιστά την όλη διαδικασία πιο περίπλοκη και χρονοβόρα, αλλά και πιο δαπανηρή, αυξάνοντας το κόστος της εγκατάστασης, της παραμετροποίησης και της λειτουργίας.

Σχέση κόστους-οφέλους: Η χρήση διεθνώς αποδεκτών πρωτοκόλλων δημιουργεί συνθήκες ανταγωνισμού μεταξύ των κατασκευαστών και τους οδηγεί να προσφέρουν πιο συμφέρουσες επιλογές εξοπλισμού, τόσο από πλευράς κόστους όσο και πλεονεκτημάτων.
Η χρήση τους μειώνει επίσης το κόστος της εγκατάστασης του εξοπλισμού, καθώς οι καλωδιώσεις και οι λοιπές υποστηρικτικές διατάξεις παραμένουν σταθερές. Η τεχνική ομάδα κάθε εταιρείας είναι σε θέση να αντικαθιστά συσκευές χωρίς να απαιτείται η συνδρομή του κατασκευαστή, ενώ η συντήρηση του εξοπλισμού γίνεται επίσης με τυποποιημένες διαδικασίες.
Η διαλειτουργικότητα των πρωτοκόλλων μεταξύ των συσκευών βοηθάει τους χρήστες να αποκτήσουν χρήσιμες πρακτικές γνώσεις και τους απαλλάσσει από την εξάρτηση από την εκάστοτε βιομηχανία, όσον αφορά στις απαιτήσεις συντήρησης.

Θεμιτός ανταγωνισμός: Η διαλειτουργικότητα των πρωτοκόλλων δημιουργεί συνθήκες θεμιτού ανταγωνισμού μεταξύ βιομηχανιών και προμηθευτών. Η αγορά δεν καθορίζεται από εξιδεικευμένες τεχνικές γνώσεις ή από την έλλειψή τους, και έτσι οι βιομηχανίες έχουν περισσότερες δυνατότητες να αυξήσουν το μερίδιό τους σε αυτήν.
Οι χρήστες επίσης ωφελούνται εκμεταλλευόμενοι το πλήθος των διαθέσιμων επιλογών στην αγορά. Αν χρειαστεί, μπορούν να επιλέξουν τον εξοπλισμό τους με μοναδική παράμετρο το κόστος. Επίσης, ωφελούνται από την υποστήριξη πελατών που παρέχουν κατασκευαστές και προμηθευτές.

Τυποποιημένα πρωτόκολλα
Υπάρχουν πολλά πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται για την απομακρυσμένη παρακολούθηση σε βιομηχανικό περιβάλλον. Κάθε πρωτόκολλο εξυπηρετεί διαφορετικούς τύπους εφαρμογών. Ακολουθεί μια σύντομη περιγραφή των πιο διαδεδομένων ανοιχτών και τυποποιημένων πρωτοκόλλων, που υποστηρίζουν την απομακρυσμένη επικοινωνία σε βιομηχανικά περιβάλλοντα.
EtherNet / IP: Το βιομηχανικό πρωτόκολλο EtherNet/IP (ΕtherNet/Industrial Protocol) είναι ένα διεθνές, διαλειτουργικό πρότυπο που εφαρμόζεται με επιτυχία εδώ και πολλά χρόνια σε βιομηχανικό περιβάλλον, και προσαρμόζει το κοινό βιομηχανικό πρωτόκολλο CIP (Common Industrial Protocol) σε τυποποιημένο Ethernet. Είναι γρήγορο και ανθεκτικό στον θόρυβο που υπάρχει συχνά σε πολλούς κλάδους της βιομηχανίας.
Το πρωτόκολλο EtherNet/IP χρησιμοποιεί το TCP/IP Πρωτόκολλο Ελέγχου Μετάδοσης/Πρωτόκολλο Διαδικτύου (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Το διεθνές πρότυπο για το EtherNet/IP είναι το IEEE 802.3.

Η αναπαράσταση δεδομένων με το EtherNet/IP πραγματοποιείται με δύο τύπους αξιών. Ο ένας αποτελείται από στοιχειοσειρές (strings) που υποδεικνύουν την αξία και ο άλλος χαρακτηρίζει τις πληροφορίες που είναι αναγκαίες για την αποστολή και λήψη των δεδομένων. Όλες οι συσκευές συνδέονται στο ίδιο επίπεδο δικαιοδοσίας (authority level) και μπορούν να στέλνουν και να λαμβάνουν δεδομένα από το δίκτυο.
Το EtherNet/IP είναι σε γενικές γραμμές απλό στη λειτουργία του, αλλά μπορεί να γίνει προβληματικό όταν πολλές συσκευές προσπαθούν να επικοινωνήσουν ταυτόχρονα. Η συνθήκη αυτή ενδέχεται να υπερφορτώσει το δίκτυο και να οδηγήσει σε καθυστερήσεις στην αποστολή ή τη λήψη των δεδομένων, επηρεάζοντας ιδιαίτερα τις χρονικά εξαρτώμενες επικοινωνίες.

EtherCAT: Τα πρότυπα EtherCAT αναπτύχθηκαν από την Beckhoff Automation και χαρακτηρίζονται από ταχύτερη και πιο άμεση επικοινωνία σε σχέση με το Ethernet/IP. Το διεθνές πρότυπο που καλύπτει το EtherCAT είναι το IEC 61158.
Με το EtherCAT η επικοινωνία ξεκινάει από μία συσκευή. O οδηγός πελάτη (client drive) στέλνει το πλαίσιο δεδομένων (data frame) στο δίκτυο, το οποίο μεταβιβάζεται μέσω κόμβων (nodes). Κάθε κόμβος λαμβάνει το πλαίσιο δεδομένων και εξάγει τα δεδομένα που προορίζονται για τον συγκεκριμένο κόμβο, ενώ το πλαίσιο δεδομένων συνεχίζει να μεταβιβάζεται στο δίκτυο.
Μετά τη λήψη των δεδομένων, τυχόν επιπλέον δεδομένα που χρειάζονται προστίθενται στο ίδιο πλαίσιο δεδομένων, και αυτό επιστρέφει στον οδηγό πελάτη. Η εξαγωγή και η προσθήκη δεδομένων πραγματοποιείται ενόσω το πλαίσιο δεδομένων μετακινείται.

Η χρήση ενός και μοναδικού πλαισίου δεδομένων βελτιώνει την αξιοποίηση του ζωνικού εύρους (bandwidth) για μια δεδομένη λειτουργία. Επίσης, εξαλείφει την ανάγκη χρήσης πρόσθετου μικροεπεξεργαστή στον οδηγό πελάτη, καθώς είναι ο μόνος που μπορεί να διαχειριστεί το πλαίσιο δεδομένων. Εδώ βρίσκεται η διαφορά με το Ethernet/IP, με το οποίο περισσότεροι από ένας κόμβοι επικοινωνούν ταυτόχρονα. Χάρις σε αυτή την ιδιότητα, το EtherCAT δεν απαιτεί τη χρήση διακοπτών (switches). Όλοι αυτοί οι παράγοντες συντελούν στην αύξηση της ταχύτητας, της απόδοσης και της απλότητας και τη βελτίωση της σχέσης κόστους-οφέλους.

Modbus: Το Modbus είναι ένα ανοιχτό πρωτόκολλο απομακρυσμένης επικοινωνίας που αναπτύχθηκε από την Modicon, που πλέον ανήκει στη Schneider Electric. Το Modbus είναι ένα από το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα πρωτόκολλα και συνδέει ηλεκτρονικές συσκευές. Ηλεκτρονικά συστήματα και όργανα όπως οι προγραμματιζόμενοι λογικοί ελεγκτές (PLC), οι διεπαφές ανθρώπου-μηχανής (HMI) και τα συστήματα μετάδοσης κίνησης μεταβλητής συχνότητας (VFD) χρησιμοποιούν το Modbus, όπου ο κεντρικός ελεγκτής (central controller) είναι υπεύθυνος για τη συλλογή των αναγκαίων δεδομένων από τις συσκευές πεδίου.
Το Modbus χρησιμοποιεί τόσο σειριακές γραμμές όσο και Ethernet για να συνδέεται με άλλες συσκευές. Οι σειριακές εκδόσεις είναι τα Modbus RTU και Modbus ASCII, ενώ η έκδοση Ethernet ονομάζεται Modbus TCP.
Το Modbus δουλεύει σύμφωνα με το σύστημα δικτύου πελάτη/εξυπηρετητή (client/server). Έτσι, πρέπει να υπάρχει τουλάχιστον μία συσκευή-πελάτης στο δίκτυο, και όλες οι υπόλοιπες είναι εξυπηρετητές. Οι συσκευές-εξυπηρετητές εξαρτώνται από τις οδηγίες από τη συσκευή-πελάτης για να διαβάσουν δεδομένα από τον εξυπηρετητή και αντίστοιχα να γράψουν δεδομένα στον εξυπηρετητή.
Το πρωτόκολλο Modbus χρησιμοποιείται συχνά για την παρακολούθηση συστημάτων διαχείρισης κτηρίου και εξοπλισμού ή για την παρακολούθηση μηχανημάτων με συστήματα αυτοματισμού, όπως είναι τα μηχανήματα σε μια γραμμή βιομηχανικής παραγωγής.
Το EtherNet/IP, το EtherCAT, και το Modbus αποτελούν μερικά από τα κοινώς χρησιμοποιούμενα τυποποιημένα ανοιχτά πρωτόκολλα για απομακρυσμένη παρακολούθηση σε βιομηχανικό περιβάλλον.

Οι λόγοι για τους οποίους μια επιχείρηση θα επιλέξει να χρησιμοποιήσει ένα τυποποιημένο ανοιχτό πρωτόκολλο και όχι το πρωτόκολλο ενός συγκεκριμένου προμηθευτή/κατασκευαστή σχετίζονται πρωτίστως με τη διαλειτουργικότητα, τη σχέση κόστους-οφέλους, αλλά και την καλύτερη αξιοποίηση των πλεονεκτημάτων που προσφέρει ο θεμιτός ανταγωνισμός.
Εν κατακλείδι, καθώς οι βιομηχανίες εξελίσσονται και ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις μιας όλο και πιο συνδεδεμένης και ψηφιοποιημένης οικονομίας, η απομακρυσμένη παρακολούθηση αποτελεί κεντρικό εργαλείο στην αυτοματοποίηση της παραγωγής.
Η τεχνολογία αυτή επιτρέπει την ακριβή και στιγμιαία ανίχνευση κρίσιμων παραμέτρων που επηρεάζουν την ποιότητα και την αποδοτικότητα των παραγωγικών διεργασιών, παρέχοντας ένα ανεκτίμητο πλεονέκτημα στην ταχύτατα μεταβαλλόμενη βιομηχανική σκηνή.