Summary
Dit werk stelt een flexibele methode voor datacommunicatie voor tussen een filmextrusiesysteem en bewakingsapparatuur op basis van een berichtprotocol genaamd Message Queuing Telemetry Transport (MQTT).
Abstract
Dit werk is gericht op het bouwen van een flexibele datacommunicatiestructuur voor een polymeerverwerkingsmachine door gebruik te maken van een op uitgevers en abonnees gebaseerd protocol genaamd Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), dat wordt bediend via TCP/IP. Zelfs bij gebruik van conventionele apparatuur kunnen verwerkingsgegevens overal door verschillende apparaten worden gemeten en geregistreerd via een internetcommunicatie. Een op berichten gebaseerd protocol maakt flexibele communicatie mogelijk die de tekortkomingen van het bestaande server-clientprotocol overwint. Meerdere apparaten kunnen zich abonneren op de verwerkingsgegevens die door bronapparaten worden gepubliceerd. De voorgestelde methode vergemakkelijkt datacommunicatie tussen meerdere uitgevers en abonnees. Dit werk heeft een systeem geïmplementeerd dat gegevens van de apparatuur en extra sensoren publiceert naar een berichtenmakelaar. De abonnees kunnen de procesgegevens die door de makelaar worden doorgegeven, controleren en opslaan. Het systeem is ingezet en uitgevoerd voor een filmextrusielijn om de effectiviteit aan te tonen.
Introduction
In de golf van de 4e industriële revolutie zijn het verwerven en monitoren van verschillende verwerkingsgegevens belangrijke taken geworden1. Met name het verbeteren van het productieproces met behulp van procesgegevens en het opstellen van efficiënte bedrijfsplannen zal een belangrijk doel zijn van alle productiefaciliteiten 2,3. Downtime kan sterk worden verminderd als een alarm uit de fabriek kan worden verzonden of als voorspellend onderhoud op tijd kan worden uitgevoerd4. De laatste tijd zijn er veel inspanningen geleverd voor data-analyses in polymeerprocessen 5,6. Het is echter niet eenvoudig om deze taken uit te voeren vanwege de moeilijkheden bij het verkrijgen van dergelijke gegevens uit de bestaande systemen7. De hiërarchische structuur van de besturing en instrumentatie maakt de data-acquisitie en communicatie lastig.
Allereerst is het niet mogelijk om gegevens te verkrijgen van verschillende machines met verschillende productiedatums. Het is moeilijk om communicatie tussen verschillende machines te realiseren, omdat dit interoperabiliteit tussen verschillende veldbussen in eigen formaten vereist. Op deze manier worden communicatiemethoden en gegevensformaten privé gehouden. Dit helpt u om eenvoudig gegevensbeveiliging te handhaven, maar houdt gebruikers afhankelijk van de machinebouwer voor de services en toekomstige ontwikkelingen. De recente besturingscomputers, waaronder human-machine interface (HMI) die zijn aangesloten op polymeerverwerkingsmachines, zijn tegenwoordig meestal Windows-gebaseerd, maar zitten vol met software die is gemaakt in een eigen ontwikkelomgeving. Het is mogelijk om programmeerbare logische controllers (PLC's) van verschillende bedrijven te gebruiken om met de sensoren of actuatoren te communiceren, maar in veel gevallen is het scada-systeem (upper supervisory control and data acquisition) afhankelijk van de besturingscomputers8. Deze praktijk heeft ertoe geleid dat tal van protocollen, veldbussen en besturingssystemen op de markt zijn gaan concurreren. Hoewel deze complexiteit in de loop van de tijd beetje bij beetje is verlicht, zijn veel soorten veldbussen en protocollen nog steeds actief in gebruik.
Aan de andere kant is de communicatie tussen besturingsapparaten en SCADA gestandaardiseerd door de Open Platform Communications United Architecture (OPCUA)9. Bovendien is de communicatie tussen SCADA en het Manufacturing Execution System (MES) ook voornamelijk via OPCUA verlopen. In zo'n strakke hiërarchische structuur is het niet eenvoudig om vrijelijk gegevens te extraheren voor procesbewaking en -analyse. Meestal moeten gegevens worden geëxtraheerd uit de SCADA of MES10. Zoals eerder vermeld, zijn deze systemen leverancierspecifiek en zijn de gegevensindelingen zelden open. Als gevolg hiervan vereist de gegevensextractie aanzienlijke ondersteuning van de oorspronkelijke leveranciers van IT/OT-oplossingen (Information Technology/Operational Technology). Dit kan de data-acquisitie voor monitoring en analyse belemmeren.
In een filmextrusielijn wordt de besturings-pc bewaakt door een SCADA-systeem11. Het SCADA-systeem wordt bediend door een computerprogramma dat niet eenvoudig kan worden gewijzigd. Het computerprogramma is misschien bewerkbaar, maar het bewerken is vrij duur en tijdrovend. Om de verwerkingsgegevens eenvoudig te kunnen controleren en analyseren, moeten de gegevens vanaf elke locatie toegankelijk zijn. Om de verwerkingsgegevens weg van de site te controleren, moet het computerprogramma in staat zijn om de verwerkingsgegevens naar internet te streamen12. Bovendien verlaagt een open gratis methode de kosten voor de data-acquisitie13. Met deze aanpak kan data-analyse worden uitgevoerd, zelfs in kleine fabrieken die het zich niet kunnen veroorloven om te investeren in commerciële IT-oplossingen14.
In dit onderzoek wordt een berichtenprotocol gebruikt op basis van het publisher-subscriber model. Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) is een open en standaardprotocol waarmee berichten kunnen worden verzonden tussen meerdere gegevensproviders en consumenten15. Hier stellen we een systeem voor dat gegevens verwerft, verzendt en bewaakt met behulp van MQTT voor bestaande productiefaciliteiten. Het systeem wordt getest in een filmextrusielijn om de prestaties te verifiëren. De gegevens van de originele controller worden via het Modbus-protocol naar een edge-apparaat verzonden. Vervolgens worden de gegevens gepubliceerd naar de makelaar. Inmiddels publiceren twee Raspberry de gemeten temperaturen en verlichtingssterkte aan dezelfde makelaar. Vervolgens kan elk apparaat op internet zich abonneren op de gegevens, gevolgd door monitoring en registratie zoals weergegeven in figuur 1. Het protocol in dit werk laat zien hoe de hele procedure kan worden uitgevoerd.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Broker installatie
OPMERKING: Om de verwerking van gegevens via internet te controleren en vast te leggen, moet een computersysteem worden voorbereid dat de gegevens doorgeeft. Het systeem moet toegankelijk zijn voor zowel de uitgevers als de abonnees, zoals weergegeven in figuur 2. Het moet dus een openbaar IP-adres hebben dat bekend is voordat er enige communicatie plaatsvindt. Een open MQTT-makelaar genaamd Eclipse Mosquitto is geïnstalleerd op het systeem13.
- Verbind een computer met internet en geef een openbaar IP-adres op. Geef het adres op in de IP-instelling van het besturingssysteem.
- Installeer een broker software zoals Eclipse Mosquitto op de computer. Download het installatiebestand met behulp van een browser en voer het uit.
- Test de makelaar met een testprogramma zoals MQTT Lens. Download MQTT Lens met behulp van een browser en installeer het. Zorg er vervolgens voor dat gepubliceerde berichten zijn geabonneerd.
2. Voorbereiding van de hoofduitgever
OPMERKING: Deze computer publiceert de machinegegevens via MQTT via TCP naar de broker. Verouderde gegevens moeten worden geïnterpreteerd en herverpakt om te worden verzonden. Dit kan meestal worden gedaan door RS485 of Ethernet. De verbinding op hardwareniveau moet worden gecontroleerd, afhankelijk van het bustype. De extrusiemachine verzendt de gegevens via Modbus via een Ethernet-poort.
- Plaats een computer fysiek op de computersite en stel deze in als de hoofduitgever.
OPMERKING: Hoewel niet verplicht, werd in dit werk een industriële computer geselecteerd. - Installeer Python3 op de computer. Download het installatiebestand met behulp van een browser en voer het uit.
- Installeer PyModbus16. Download het installatiebestand met behulp van een browser en voer het uit.
- Onderzoek de extrusieregelaar met HMI die de machine bestuurt en sluit de extrusiecontroller aan op de hoofduitgever.
- Identificeer de gegevens en het bijbehorende adres in het Modbus-protocol volledig van de machine met behulp van een Modbus-tool zoals ModbusPoll of QModMaster. Zorg ervoor dat de verzonden machinegegevens worden weergegeven in de overeenkomstige cellen van het Modbus-gereedschap.
- Schrijf een Python-code op de pc van de uitgever die de gegevens van de extrusiecontroller ophaalt.
OPMERKING: Hier is een codevoorbeeld:
van pyModbusTCP.client import ModbusClient
client = ModbusClient(host="192.168.1.***", port=***, unit_id=***)
client.open()
ExtrusieData = str(client.read_holding_registers(1000, 58)) - Voeg extra gegevensstromen van andere apparaten samen via PCIe, USB, RS232 en RS485.
OPMERKING: Dit is eenvoudig. Zodra een extra gegevensreeks is verkregen, voegt u de gegevens eenvoudig toe aan de bestaande gegevensstroom, wat wordt gedaan door de volgende code:
ExtrusieData += AdditionalData - Importeer de paho.mqtt.client na het installeren van paho-mqtt door pip install paho-mqtt17 .
- Implementeer de code om gegevens te verbinden en te publiceren naar de makelaar.
OPMERKING: Raadpleeg het volgende codevoorbeeld:
url="117.xx.xxx.xx"; poort = 1883; gebruikersnaam = "****"; wachtwoord = "xxxxx"; topic = "Extruder"
mqttc = mqtt. Opdrachtgever()
mqttc.username_pw_set(gebruikersnaam,wachtwoord)
mqttc.connect(host=url, port=port)
mqttc.loop_start()
ExtrusieData = str(client.read_holding_registers(1000, 58))
Pub1= mqttc.publish(onderwerp, ExtrusionData))
Pub1.wait_for_publish()
3. Extra voorbereiding van de uitgever
OPMERKING: Deze computer publiceert ook de machinegegevens via MQTT via TCP naar de makelaar. Soms is extra meting nodig die niet bij de hoofduitgever kan worden uitgevoerd. Internet of Things (IoT) apparaten zoals Raspberry Pi en Arduino kunnen de rol op zich nemen. In dit werk werd Raspberry Pi gebruikt voor temperatuurgegevens en verlichtingssterktegegevens. De procedure is vergelijkbaar met protocol sectie 2.
- Plaats een Raspberry Pi in de buurt van de sensorlocatie.
OPMERKING: Omdat de bedradingsafstand beperkt is, kan de Raspberry Pi niet ver van de meetlocatie worden geplaatst. Omdat de omgeving van de extruder echter erg heet is, moet het apparaat op ten minste 1 m afstand van de meetlocatie worden geplaatst. - Installeer Python3 op de Raspberry Pi met de volgende opdrachten op de opdrachtregel:
sudo apt update |
sudo apt install Python3 idle3 - Implementeer de code om de sensorgegevens te verkrijgen. De sensorgegevens kunnen worden verzonden via I2C of GPIO.
OPMERKING: Raadpleeg het volgende codevoorbeeld voor aanvullende temperatuurgegevens via GPIO:
van max6675 import MAX6675
cs_pin1 = 24; clock_pin1 = 25; data_pin1 = 18
cs_pin2 = 9; clock_pin2 = 11; data_pin2 = 19
eenheden = "C"
thermokoppel1 = MAX6675(cs_pin1, clock_pin1, data_pin1, eenheden)
thermokoppel2 = MAX6675(cs_pin2, clock_pin2, data_pin2, eenheden)
T1 = thermokoppel1.get()
T2 = thermokoppel2.get() - Importeer paho.mqtt.client.
- Hergebruik de code in sectie 2 om gegevens te verbinden en te publiceren naar de makelaar.
4. Installatie van de abonnee
OPMERKING: Alle apparaten op internet kunnen de verwerkingsgegevens via de makelaar ontvangen. De gegevens worden ook verwerkt en gevisualiseerd door een Python-code. In het geval dat de ontwikkeling moeilijk is, kunnen beschikbare applicaties zoals MQTT Client in Google Play en MQT Tool in de App Store worden gebruikt. Omdat de implementatie van de gebruikersinterface vrij lang duurt, worden de details hier niet beschreven. Houd er ook rekening mee dat bestaande toepassingen zoals MQT Tool in de App Store de gegevens kunnen ontvangen.
- Schakel een apparaat in voor een abonnement op internet. Zorg voor een fysieke kabelverbinding en voer vervolgens een ping uit naar het IP-adres van de broker op de opdrachtregel (bijvoorbeeld ping 117.xx.xxx.xx).
- Installeer een geschikte Python-omgeving, afhankelijk van het apparaat en het besturingssysteem. Installeer bijvoorbeeld Pydroid3 op een Android-apparaat in plaats van Python3 vanuit Google Play.
- Importeer zowel paho.mqtt.client als paho.mqtt.subscribe om verbinding te maken met en gegevens te ontvangen van de makelaar.
OPMERKING: Raadpleeg het volgende codevoorbeeld:
importeer paho.mqtt.client als mqtt
importeer paho.mqtt.subscribe als subscribe
url="117.xx.xxx.xx"; poort = 1883; gebruikersnaam = "****"; wachtwoord = "xxxxx"; topic = "Extruder"
mqttc.username_pw_set(gebruikersnaam, wachtwoord)
mqttc.connect(host=url, port=port)
mqttc.subscribe(onderwerp, 0)
mqttc.loop_start()
Sub1 = subscribe.simple(topic, hostname=url)
ExtruderData = Sub1.payload.decode("utf-8") - Bouw indien nodig een gebruikersinterface met PyQT5.
OPMERKING: Dit deel is erg lang en richt zich op grafische weergave van de ontvangen gegevens in plaats van communicatie. De bijbehorende code wordt verstrekt als aanvullende gegevens. - Geef de binnenkomende gegevens op de GUI weer door de gebouwde code uit te voeren.
5. Datalogging
OPMERKING: De verwerkingsgegevens kunnen tijdens de monitoring in een database worden geschreven. In dit werk is gekozen voor een database op labschaal. De gegevens worden verbonden met een Microsoft Access-bestand om eenvoudig te schrijven en op te halen van een gebruikerscomputer. Bovendien kan een tabel direct worden gebouwd door een query om gegevens in een spreadsheet zoals Microsoft Excel te analyseren.
- Selecteer een abonneeapparaat om de gegevens vast te leggen.
- Importeer pyodbc door "pip install pyodbc" uit te voeren op de opdrachtregel voor de Python-code om toegang te krijgen tot de database zoals weergegeven in Figuur 318.
- Verzend een query naar de database met de Python-code voor het vastleggen van de verwerkingsgegevens. Raadpleeg de Python-code in figuur 3 voor de methode.
- Stuur een query naar de database voor het ophalen van de opgenomen gegevens.
OPMERKING: Hieronder vindt u een codevoorbeeld voor het ophalen van gegevens:
import pyodbc
x voor x in pyodbc.drivers() als x.startswith('Microsoft Access Driver')]
conn_str = (
r'DRIVER={Microsoft Access-stuurprogramma (*.mdb, *.accdb)};"
r'DBQ=C:\Users\data_analysis\db1.accdb;'
)
cnxn = pyodbc.connect(conn_str)
crsr = cnxn.cursor()
voor table_info in crsr.tables(tableType='TABLE'):
print(table_info.table_name)
sql = """\
SELECTEER * UIT Process_Condition
"""
crsr = cnxn.execute(sql)
voor rij in crsr:
RetrievedData = pd.read_sql(sql, cnxn)
crsr.close()
cnxn.close()
6. Implementatie
OPMERKING: Als alle apparaten met internet kunnen worden verbonden, is de installatie eenvoudig. Om de gegevens aan de machinezijde te beveiligen, kunnen de uitgevers zich echter alleen in het intranet bevinden. In dit geval kan de makelaar een toegangspoort tot internet zijn. Om dit te zijn, moet de makelaar zijn uitgerust met twee ethernetadapters, waarvan er één een openbaar IP-adres moet hebben. Nadat alle items zijn ontwikkeld, moeten de codes op elk apparaat worden geïmplementeerd, zoals weergegeven in figuur 4. De verbindingsmodus, bedraad of draadloos, is niet belangrijk, maar deze moet worden beveiligd zodat elk apparaat toegang moet hebben tot de makelaar. Dit betekent dat de makelaar kan fungeren als een gateway op de grens tussen het intranet en het internet voor beveiligingsdoeleinden. Natuurlijk, zelfs als alle apparaten worden blootgesteld aan internet, is er geen probleem vanuit communicatieoogpunt.
- Verbind de extrusiecontroller, de hoofduitgever en de extra uitgevers via ethernet met de intranetpoort.
- Sluit een ethernetpoort van de broker aan op het intranet en de andere op internet.
- Verbind abonnees met internet door stap 4.1 voor iedereen te herhalen.
7. Uitvoering
OPMERKING: Om het hele systeem te testen, startten we de extrusielijn en voerden we alle Python-codes en Mosquitto uit.
- Start het extrusieproces. Stel op de HMI van de machine de temperaturen in en schakel de verwarming in door de knop op het HMI-scherm aan te raken. Zodra de vereiste temperatuur is bereikt, start u de schroefrotatie om de polymeersmelt te extruderen.
- Schakel alle computers in, start de brokersoftware op het brokerapparaat met het commando "net start mosquitto" en voer vervolgens de Python-codes uit om de verwerkingsgegevens indien nodig te controleren en vast te leggen.
OPMERKING: De volgorde van stap 7.1 en stap 7.2 kan worden omgekeerd. De Python-codes kunnen eenvoudig worden uitgevoerd door "python3 xxxxx.py" op de opdrachtregel te typen, gevolgd door op Enter te drukken. Voeg deze opdracht toe aan de opstartprogramma's om te voorkomen dat u de opdracht telkens typt wanneer het apparaat opnieuw wordt opgestart.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Het is gebleken dat de gegevens die in de HMI worden getoond en door de Raspberry worden gemeten, werden gemonitord en geregistreerd in de abonnees zoals weergegeven in figuur 5. Zoals gepresenteerd in de video, worden de verwerkingsgegevens aangemeld bij de database.
Figuur 1: Overzicht van de gegevensoverdracht met behulp van het MQTT-protocol. De makelaar geeft de boodschap van de uitgevers door aan de abonnees. De uitgevers in dit diagram zijn de hoofduitgever en de extra uitgever (Raspberry Pi). De hoofduitgever is rechtstreeks verbonden met de extrusiemachine om de gegevens te ontvangen. Het aantal abonnees is niet beperkt zolang de netwerkcapaciteit het toelaat. De abonnees kunnen de gegevens opnieuw publiceren naar andere abonnees om ze vast te leggen in een database zoals Microsoft Access. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Gegevensstroom per publicatie, bemiddeling en abonnement in een filmextrusielijn. De verwerkingsgegevens worden gepubliceerd door de fysieke systemen die in het vak linksboven worden weergegeven. Voor de abonnee wordt een Python-code geschreven die een grafische gebruikersinterface maakt op basis van PyQt5 om de ontvangen gegevens op het scherm weer te geven. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Het vastleggen van de geabonneerde gegevens in een MS Access-bestand via ODBC. Om een verbinding met Microsoft Access tot stand te brengen, werd de ODBC gebruikt. De Python-code met behulp van de pyodbc is geschreven voor de verbinding, die logboekregistratie en analyse mogelijk maakt door query's te verzenden die door gebruikers zijn gegenereerd. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: Inzet van het hele systeem. Het broker-apparaat in gebouw 2 vereist twee ethernetpoorten, een naar het intranet en de andere naar internet. Voor de veiligheid zijn de uitgevers verbonden met het intranet, terwijl de abonnees zijn verbonden met internet. De makelaar vereist dat een openbaar IP-adres buiten de campus toegankelijk is. Als gevolg hiervan kunnen alle apparaten op internet zich abonneren op de gepubliceerde gegevens. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: Het uitvoeren van het gegevensbewakingssysteem tijdens het bedienen van de filmextrusielijn. De verwerkingsgegevens kunnen tijdens de extrusiebewerking (rechtsonder) worden gemonitord zodra het hele systeem is geïmplementeerd. De gegevens in de HMI (rechtsboven) worden buiten gepubliceerd. Nadat de makelaar is gestart, moeten de codes in de uitgevers- en abonneeapparaten worden uitgevoerd. Vervolgens beginnen de gegevensstromen zoals gepland in het systeem. Met behulp van de binnenkomende gegevens kan de gefilmde extrusielijn worden bewaakt en weergegeven (linksonder). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Aanvullende gegevens. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Door het gepresenteerde protocol te volgen, kunnen de verwerkingsgegevens worden bewaakt en vastgelegd zonder dure IT-oplossingen zoals het MES. De IoT-technologieën kunnen het gemakkelijker maken om gegevens van conventionele machines te verkrijgen en te leveren. Het is aangetoond dat het op berichten gebaseerde protocol, MQTT, met succes dient als een platform voor datacommunicatie voor polymeerverwerkingslijnen. Bovendien kunnen aanvullende gegevens flexibel worden gemeten en samen worden verzonden. De extra uitgevers die bij dit werk betrokken waren, waren de Raspberry. Ze kunnen met name verder worden beschermd door ze in industriële Raspberry Pi-behuizingen te huisvesten om een robuuste werking onder zware omstandigheden te garanderen. De abonnees kunnen overal met elk besturingssysteem elk apparaat zijn. Het abonneeapparaat kan alleen de benodigde gegevens ontvangen door het onderwerp te selecteren waarop u zich wilt abonneren. Dit werk heeft aangetoond dat de MQTT samen met de IoT-apparaten zonder veel moeite datamonitoring voor een polymeerverwerkingslijn mogelijk maakt. Moderne industriële communicatiearchitecturen hebben de neiging om af te wijken van piramidearchitecturen zoals het Purdue-model, en de voorgestelde methode laat ook zien dat deze trend gerechtvaardigd is.
Door de software met Python te implementeren, kon de code worden hergebruikt voor verschillende platforms19. Bijgevolg konden de apparaten met verschillende platforms deelnemen aan het publiceren en abonneren van de verwerkingsgegevens. Bovendien kan veel codeerbelasting worden verminderd door verschillende vooraf gebouwde codes te importeren, zoals PyModbus, pyodbc, paho.mqtt en PyQT5. Omdat de ontwikkeling met betrekking tot MQTT eenvoudig en ongecompliceerd was, was er niet veel moeite met foutopsporing. Het kostte echter veel moeite om de verwerkingsgegevens van de oude controller naar het uitgeversapparaat te brengen. Als het gegevensformaat en het protocol niet duidelijk bekend zijn, moet het gegevenspakket zorgvuldig worden geanalyseerd. Ook moet het probleem met de cyberbeveiliging worden onderzocht om ongewenste gegevenslekken te voorkomen.
Een grote fabriek met veel machines heeft misschien nog steeds de conventionele MES-gebaseerde data-acquisitie nodig, waarschijnlijk met behulp van OPCUA-communicatie. In dergelijke gevallen kan er zonder al te veel risico worden geïnvesteerd in het IT-systeem. Voor kleine fabrieken met krappe budgetten is het voorgestelde model echter een veelbelovend alternatief20. De verwachting is dus dat MES en IoT gedurende een aanzienlijke periode naast elkaar zullen bestaan en zich zullen ontwikkelen. Naast de polymeerprocessen zoals spuitgieten en extrusie, kan deze aanpak worden toegepast op alle productieprocessen die gegevenscommunicatie vereisen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren geen belangenconflicten te hebben.
Acknowledgments
Deze studie werd ondersteund door het onderzoeksprogramma gefinancierd door de SeoulTech (Seoul National University of Science and Technology).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
- Shafiq, S. I., Szczerbicki, E., Sanin, C. Proposition of the methodology for Data Acquisition, Analysis and Visualization in support of Industry 4.0. Procedia Computer Science. 159, 1976-1985 (2019).
- Dilda, V., et al. Manufacturing: Analytics unleashes productivity and profitability. McKinsey & Company. , https://www.mckinsey.com/business-functions/operations/our-insights/manufacturing-analytics-unleashes-productivity-and-profitability (2017).
- Ismail, A., Truong, H. L., Kastner, W. Manufacturing process data analysis pipelines: A requirements analysis and survey. Journal of Big Data. 6, 1 (2019).
- Nwanya, S. C., Udofia, J. I., Ajayi, O. O. Optimization of machine downtime in the plastic manufacturing. Cogent Engineering. 4 (1), 1335444 (2017).
- Zhou, T., Song, Z., Sundmacher, K. Big data creates new opportunities for materials research: A review on methods and applications of machine learning for materials design. Engineering. 5 (6), 1017-1026 (2019).
- Rousopoulou, V., Nizamis, A., Thanasis, V., Ioannidis, D., Tzovaras, D. Predictive maintenance for injection molding machines enabled by cognitive analytics for Industry 4.0. Frontiers in Artificial Intelligence. 3, 578152 (2020).
- Mamo, F. T., Sikora, A., Rathfelder, C. Legacy to Industry 4.0: A Profibus Sniffer. Journal of Physics: Conference Series. 870, 012002 (2017).
- Figueroa-Lorenzo, S., Añorga, J., Arrizabalaga, S. A role-based access control model in Modbus SCADA systems. A centralized model approach. Sensors. 19 (20), 4455 (2019).
- Schleipen, M., Gilani, S. -S., Bischoff, T., Pfrommer, J. OPC UA & Industrie 4.0 - Enabling technology with high diversity and variability. Procedia CIRP. 57, 315-320 (2016).
- Nițulescu, I. -V., Korodi, A. Supervisory control and data Acquisition approach in node-RED: Application and discussions. IoT. 1, 76-91 (2020).
- Perez-Lopez, E.
- Andersen, D. L., Ashbrook, C. S. A., Karlborg, N. B. Significance of big data analytics and the internet of things (IoT) aspects in industrial development, governance and sustainability. International Journal of Intelligent Networks. 1, 107-111 (2020).
- Kashyap, M., Sharma, V., Gupta, N. Taking MQTT and NodeMcu to IOT: Communication in Internet of Things. Procedia Computer Science. 132, 1611-1618 (2018).
- Connet, J. Mythbusting the MES. Systema. , Available from: https://www.systema.com/blog/mythbusting-the-mes (2021).
- Yeh, C. -S., Chen, S. -L., Li, I. -C. Implementation of MQTT protocol based network architecture for smart factory. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 235 (13), 2132-2142 (2021).
- Parian, C., Guldimann, T., Bhatia, S. Fooling the master: Exploiting weaknesses in the Modbus protocol. Procedia Computer Science. 171, 2453-2458 (2020).
- Mishra, B., Kertesz, A. The use of MQTT in M2M and IoT systems: A survey. IEEE Access. 8, 201071-201086 (2020).
- pyodbc 4.0.34. , Available from: https://pypi.org/project/pyodbc/ (2021).
- Ayer, V., Miguez, S., Toby, B. Why scientists should learn to program in Python. Powder Diffraction. 29 (2), 48-64 (2014).
- Boyes, H., Hallaq, B., Cunningham, J., Watson, T. The industrial internet of things (IIoT): An analysis framework. Computers in Industry. 101, 1-12 (2018).
