Envoyez des données API vers le cloud avec Node-RED et Modbus TCP
Découvrez comment envoyer des données API vers le cloud à l'aide de Node-RED, Modbus TCP et MQTT. Optimisez votre usine intelligente avec une surveillance en temps réel et un transfert de données sécurisé.
Imaginez un monde dans lequel votre usine fonctionne avec une efficacité transparente, chaque machine transmettant en temps réel, libérant ainsi la puissance de la maintenance prédictive et de l'optimisation de la production . Fini logs . Fini les angles morts dans votre ligne de production. Avec Node-RED et MQTT , il ne s'agit pas seulement d'une vision futuriste : c'est votre réalité, prête à être prise.
Alors que les géants du secteur se précipitent pour adopter la révolution du cloud , le pouvoir de transformer vos opérations est à votre portée. Imaginez ceci : des données circulent sans effort de vos automates vers le cloud, analysées et visualisées pour des informations instantanées, tout en sirotant votre café du matin. Il ne s'agit pas seulement de connectivité ; il s'agit de contrôle, d'autonomisation et de capacité d'adaptation dans un paysage industriel en constante accélération. Êtes-vous prêt à élever vos opérations et à pérenniser votre entreprise ? Plongez-vous et explorons comment transformer cette vision en action en 5 étapes simples .
Introduction
Pourquoi envoyer des données CPL vers le Cloud ?
L'envoi de vos données CPL vers le cloud n'est pas seulement une tendance : c'est une stratégie révolutionnaire pour maximiser l'efficacité et la résilience. Chez Ubidots , nous considérons IoT industriel comme un outil pour une prise de décision plus intelligente autour de quatre sujets clés :
- Optimisation de la production : les directeurs d'usine peuvent suivre la production en temps réel, en tirant parti de mesures telles que l'efficacité globale de l'équipement (OEE), la qualité et la disponibilité. Comprendre les tendances historiques leur permet d'affiner les paramètres de production, de réduire les taux de rejet et même de démontrer la conformité et l'efficacité aux clients.
- Maintenance plus intelligente : qu'elle soit préventive ou prédictive, IoT permet aux responsables de la fiabilité d'anticiper les pannes, de réduire les temps d'arrêt imprévus et d'assurer le bon fonctionnement des machines.
- Surveillance énergétique : ou efficacité énergétique. La surveillance de la consommation d'énergie en temps réel dans les processus clés permet de découvrir des opportunités de réduction des coûts et d'optimiser la consommation d'énergie. Savoir où et comment l'énergie est dépensée permet une gestion plus intelligente des coûts et renforce la durabilité.
- Surveillance environnementale : le suivi des facteurs environnementaux tels que la température, l'humidité et la qualité de l'air garantit que les usines se conforment aux réglementations et fonctionnent en toute sécurité. Cela permet également d'identifier les domaines dans lesquels les conditions peuvent être améliorées, réduisant ainsi l'impact environnemental et améliorant le bien-être des travailleurs.
Une fois que vous avez identifié votre générateur de valeur ci-dessus, il est essentiel de choisir le bon ensemble d'outils. Pour sélectionner votre de surveillance et d’analyse en temps réel , nous croyons en trois principes directeurs :
- Rapidité : Oubliez les installations coûteuses et chronophages. Connecter une usine entière remplie de milliers de capteurs doit être efficace et évolutif. Des centaines d'heures d'ingénierie ne sont pas une option : vous avez besoin de solutions qui se connectent rapidement.
- Interopérabilité : Vos données doivent être accessibles et facilement intégrables aux systèmes tiers. Imaginez une machine déclenchant un ordre de maintenance automatisé dans votre GMAO. Que ce soit en périphérie ou dans le cloud, les données doivent circuler de manière transparente.
- Outils flexibles mais fiables : des outils éprouvés sont essentiels pour garantir la sécurité et la fiabilité de vos transferts de données. Mais la flexibilité est tout aussi cruciale. En choisissant des protocoles standards et des interfaces ouvertes, votre solution IoT sera adaptable et gérable pour les besoins actuels et futurs.
Dans cette optique, Node-RED et MQTT se distinguent comme une solution fiable et évolutive pour le transfert de données, renforçant ainsi vos de fabrication intelligente .
Comment envoyer des données PLC vers le Cloud ?
Voici trois manières courantes d'envoyer des données API vers le cloud, chacune adaptée à différents scénarios :
1. Directement PLC vers Cloud
Certains automates, comme l' automate Siemens S7 , peuvent se connecter au cloud sans avoir besoin d'une gateway . Par exemple, lorsqu'il est associé à un LTE CP 1543-1 ou , le Siemens S7 peut interagir avec les plates-formes cloud à l'aide de protocoles compatibles Internet. Cette connexion directe simplifie la configuration et minimise le matériel nécessaire. Cependant, cela nécessite un modèle et un module PLC prenant en charge les protocoles de communication cloud, sans parler des coûts supplémentaires ; une unité Siemens CP coûte plus de $ .
2. Via une Gateway IoT , depuis l'automate (Cet article)
Pour une gamme plus large d’automates, une gateway IoT sert de pont vers le cloud. En exposant les registres PLC via le protocole Modbus , la gateway peut lire des points de données clés, tels que les valeurs des capteurs et l'état de fonctionnement, avant de les envoyer vers le cloud à l'aide d'un protocole tel que MQTT .
L’un des avantages majeurs de cette approche est l’évolutivité. Dans l'approche 1, vous êtes limité à l'envoi de données à partir d'un seul automate. Cependant, avec une gateway IoT , vous pouvez interroger les données de plusieurs automates sur le même réseau , en utilisant une seule gateway . Cette configuration fournit une solution rentable et évolutive sur une variété de modèles d'automates, même ceux sans fonctionnalités cloud natives. La configuration d'un nouveau point de terminaison pour chaque automate garantit une acquisition de données et une communication appropriées.
3. Via une Gateway IoT , depuis l'IHM
Dans les cas où il n'est pas pratique de modifier la logique à relais de l'automate, la connexion à l' interface IHM peut constituer une solution de contournement efficace. De nombreuses usines utilisent déjà des IHM pour afficher les données API en temps réel. En connectant la gateway IoT à l'IHM plutôt que directement à l'automate, vous pouvez toujours récupérer des données précieuses sans modifier la programmation de l'automate. Cette approche garantit une intégration transparente dans le cloud, même avec les systèmes existants.
Dans cet article, nous aborderons la deuxième approche : envoyer des données via une gateway IoT à l'aide de Modbus, Node-RED et MQTT . Cette méthode offre flexibilité, évolutivité et compatibilité avec une large gamme d'équipements industriels, permettant une surveillance en temps réel avec une perturbation minimale des configurations existantes.
Comprendre les bases de Node-RED et MQTT
Qu’est-ce que Node-RED ?
Node-RED est un puissant outil de programmation open source conçu pour connecter IoT , les API et les services en ligne. Mais voici la meilleure partie : il utilise une interface visuelle par glisser-déposer que même les non-codeurs peuvent comprendre rapidement. Au lieu d'écrire des lignes de code complexes, vous connectez des nœuds dans un modèle basé sur les flux. Cela rend la création de solutions d’automatisation plus rapide, plus intuitive et incroyablement évolutive.
Où pouvez-vous exécuter Node-RED ? Partout avec suffisamment de puissance de traitement. Pour les applications IoT industrielles , gateway dotées de processeurs robustes sont idéales. Ces appareils se trouvent à la périphérie du réseau, collectant les données des machines et les traitant efficacement avant de les envoyer vers le cloud. Ceci est crucial dans informatiques de pointe , car il garantit une réactivité en temps réel, une latence minimale et une fiabilité élevée du réseau .
MQTT : protocole léger et efficace pour IoT
Si Node-RED est le cerveau, le protocole MQTT est le système nerveux, transmettant les données de manière rapide et fiable. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) est un protocole de messagerie léger spécialement conçu pour les besoins hautes performances de IoT . Il est simple, efficace et excelle dans l'envoi de petits paquets de données, ce qui le rend parfait pour les scénarios où la bande passante ou la consommation d'énergie est limitée.
Avantages par rapport aux protocoles traditionnels comme TCP ou HTTP:
- Coût minimal : contrairement au protocole HTTP lourd et complexe, MQTT utilise moins de ressources, ce qui signifie un transfert de données plus rapide et une consommation d'énergie réduite.
- Fiabilité : il garantit la livraison des messages même sur des réseaux peu fiables, ce qui en fait un choix privilégié pour les applications critiques.
- Sécurité : MQTT prend en charge des fonctionnalités de sécurité robustes, notamment le cryptage TLS et l'authentification client, pour protéger les données lors de leur déplacement de la périphérie vers le cloud.
Lorsqu'ils sont combinés, Node-RED et MQTT deviennent une centrale électrique pour un transfert de données efficace et évolutif. Cette combinaison est rapidement devenue la norme pour les déploiements IoT , permettant une communication en temps réel et des décisions basées sur les données.
Voyons ensuite comment configurer votre système pour extraire les données Modbus TCP d'un automate et les envoyer au Ubidots .
Exigences
Avant de plonger dans la configuration étape par étape, assurons-nous que vous disposez de tout ce dont vous avez besoin pour envoyer les données de l'automate vers le cloud de manière transparente. Voici ce dont vous aurez besoin :
- Un automate configuré pour exposer des données en tant que serveur Modbus : Pour ce guide, nous travaillerons avec un automate Siemens S7 , configuré en tant que serveur Modbus TCP.
- Un PC ou Gateway IoT : vous aurez besoin d'un appareil avec au moins 512 Mo de RAM et un processeur de 1 GHz. Il peut s'agir d'un PC standard ou d'une gateway IoT . La gateway doit prendre en charge la configuration Modbus TCP et être capable d'exécuter des flux Node-RED .
- Un service Cloud MQTT : Pour envoyer et visualiser vos données, vous aurez besoin d'une plateforme cloud fiable. Nous utiliserons Ubidots , qui fournit une interface simple mais puissante pour gérer IoT . Ubidots facilitent l'établissement d'une communication efficace entre vos appareils et le cloud.
Une fois ces composants en place, vous serez prêt à extraire les données de votre automate et à les transférer vers le cloud pour une surveillance et une analyse en temps réel .
Étape 1 : Installation de Node-RED
Node-RED et préparons- nous Le processus d'installation varie en fonction de votre système d'exploitation, alors suivez ces instructions en fonction de votre configuration :
- Systèmes d'exploitation Linux basés sur Debian (y compris Ubuntu) : Le moyen le plus simple d'installer Node-RED est d'utiliser le script d'installation officiel trouvé ici .
- Utilisateurs Windows : la configuration de Node-RED sous Windows est simple mais nécessite quelques étapes supplémentaires. Suivez le guide officiel pour l'installation de Node-RED ici .
Une fois que vous avez installé Node-RED avec succès, ouvrez votre navigateur Web préféré et saisissez :
- Accès local :
http://localhost:1880
- Accès à distance :
http://
:1880
Si Node-RED fonctionne correctement, vous serez accueilli avec son interface intuitive. Il est temps de commencer !
Étape 2 : Utilisation du package « node-red-contrib-modbus » pour collecter les données de l'automate
2.1 Installation du paquet
Ouvrez le Gérer la palette dans Node-RED, recherchez « modbus » et installez le package node-red-contrib-modbus
Cela vous donnera accès aux nœuds conçus pour Modbus TCP , permettant une interaction transparente avec votre automate.
Sous l'onglet « Installer », recherchez « modbus » et installez le package « node-red-contrib-modbus » :
Après l'avoir installé avec succès, vous devriez pouvoir voir les nœuds modbus dans le volet gauche de l'interface principale de Node-RED :
2.2 Configuration du client Modbus TCP
Faites glisser et déposez un de lecture Modbus dans l'espace de travail et double-cliquez dessus pour afficher ses paramètres. Ensuite, cliquez sur l'icône en forme de crayon pour modifier la du client :
Entrez ces paramètres :
- Nom : Il s'agit simplement du nœud en rouge, choisissez donc un nom qui vous aide à mieux identifier ce nœud.
- Hôte : Il s'agit de l'adresse IP de votre automate. Consultez notre précédent article sur la configuration du Siemens S7 1200 en tant que serveur Modbus TCP. Dans le portail TIA basé sur Siemens, assurez-vous que dans les attributs des bases de données, « l'accès aux blocs optimisés » doit être désactivé. Les tags doivent être accessibles en écriture et accessibles. « Aucune protection » doit être défini dans les propriétés du CPU .
- Type : Il s'agit de la variante du protocole, qui peut être série pour modbus RTU ou TCP pour modbus sur TCP. En suivant notre exemple, nous le définirons sur TCP.
Laissez tous les autres paramètres sur leurs valeurs par défaut ou modifiez-les selon vos besoins, puis cliquez sur le Ajouter pour enregistrer.
2.3 Configuration du nœud de lecture Modbus
Après la sauvegarde, Node-RED vous ramènera automatiquement à la configuration du nœud de lecture Modbus. Définissez ses paramètres comme suit :
- Nom : Il s'agit d'un identifiant pour ce nœud. Sélectionnez un nom qui vous aide à identifier facilement ce nœud.
- FC : C'est la fonction modbus utilisée pour interagir avec les registres de l'automate. Puisque nous allons lire les valeurs de son registre de maintien, sélectionnez « FC 3 : Lire les registres de maintien ».
- Adresse : Il s'agit de l'adresse pour commencer la lecture des registres à partir de l'automate. Réglez-le selon vos besoins.
- Quantité : Il s'agit du nombre de registres à lire, en commençant par l'adresse. Réglez-le en fonction de vos besoins.
- Taux d'interrogation : Il s'agit de la fréquence à laquelle les données seront interrogées à partir des registres de l'automate. Réglez-le en fonction de vos besoins.
2.4 Test de la connexion Modbus : garantir le flux de données de l'automate vers le Node-RED
Node-red dispose d'un panneau de débogage pour afficher les données que nous venons de recevoir. Faisons glisser le nœud de débogage en haut et connectons-le au nœud Modbus Read :
Après avoir ajouté le nœud de débogage, déployez le flux et regardez la fenêtre de débogage sur votre droite ; les données de l'automate devraient commencer à apparaître, au format JSON :
Félicitations! Vous avez utilisé avec succès Node-Red pour lire les données Modbus de l'automate. Notre prochaine étape devrait consister à envoyer les données au serveur Ubidots dashboard SCADA .
Étape 3 : Configuration du courtier MQTT pour la communication cloud
Pour ce guide, nous utiliserons Ubidots Courtier MQTT , il n'est donc pas nécessaire de configurer votre propre courtier cloud MQTT. Ubidots , les fonctionnalités de sécurité intégrées et les outils de visualisation complets en font un excellent choix pour transférer sans effort vos IoT vers le cloud. Cependant, si vous recherchez des options supplémentaires, voici un tableau de comparaison rapide :
Courtier MQTT | Description | Avantages | Inconvénients |
---|---|---|---|
EMQX | Un courtier MQTT puissant et open source hautement évolutif. | Haute performance, personnalisable et capable de gérer des quantités massives de connexions. | Nécessite l'exécution et la maintenance de vos propres serveurs cloud, ce qui signifie des pannes potentielles inattendues, des coûts DevOps pour l'évolutivité et des dépenses en matière d'instance cloud. |
Moustique | Un autre courtier open source fiable, léger et largement adopté. | Simple à configurer, utilisation minimale des ressources et bien documenté. | Exige la maintenance du serveur et entraîne des coûts d’infrastructure cloud. L'évolutivité et la fiabilité nécessitent une configuration minutieuse et une surveillance continue. |
Ubidots | Une solution basée sur le cloud qui fait bien plus que la simple ingestion MQTT. | Fonctionne immédiatement, propose un essai gratuit et élimine les tracas liés à la maintenance des serveurs. Fournit une suite complète d’outils de visualisation et d’analyse de données pour les projets de fabrication intelligente. | Moins d'options de personnalisation par rapport aux courtiers auto-hébergés comme EMQX ou Mosquitto, mais idéal pour la simplicité et la facilité d'utilisation. |
Quel que soit votre choix, nous vous recommandons de toujours utiliser le cryptage TLS pour une communication sécurisée et de définir la QoS (Qualité des Services) sur « 2 » pour la livraison des données critiques.
Étape 4 : Envoi des données PLC vers le Cloud ( Ubidots )
Avant de commencer, assurez-vous d'avoir créé un compte Ubidots , puis un appareil. Copiez le jeton de l'appareil car nous l'utiliserons pour authentifier notre connexion MQTT :
Préparons maintenant la charge utile. Ubidots nécessite des données dans un format JSON spécifique . Pour structurer nos données API en conséquence, nous utiliserons un nœud de fonction.
1. Faites glisser un nœud de fonction : déposez le nœud de fonction dans votre espace de travail Node-RED. Connectez ce nœud à vos nœuds de données Modbus existants selon vos besoins.
2. Modifiez le nœud de fonction : double-cliquez sur le nœud de fonction et collez le code suivant dans l'éditeur. Ce code ajoutera un nombre aléatoire aux valeurs de registre fixes de l'automate, introduisant une certaine variabilité dans nos graphiques :
const randomInt = Math.floor(Math.random() * 10) + 1; msg.payload = { "level1": { "value": msg.payload.data[0] + randomInt, }, "pression": { "value": msg.payload.data[1] + randomInt, }, " level2": { "value": msg.payload.data[2] + randomInt, } }; renvoyer un message ;
3. Cliquez sur Terminé pour enregistrer votre configuration.
Il est maintenant temps d'envoyer ces données à Ubidots à l'aide de MQTT.
4. Ajoutez un nœud de sortie MQTT : recherchez le nœud de sortie mqtt et déposez-le dans l'espace de travail. Connectez-le au nœud de fonction que vous venez de configurer.
5. Configurez le nœud de sortie MQTT : Double-cliquez sur le nœud de sortie mqtt. Cliquez sur l'icône en forme de crayon pour créer une nouvelle configuration de serveur MQTT.
6. Dans l' onglet Connexion :
- Définissez le serveur sur `mqtt:// industrial.api. ubidots ` .
Laissez les autres paramètres par défaut ou ajustez-les en fonction de vos besoins.
7. Définir les informations d'identification de sécurité:
- Basculez vers l' onglet Sécurité .
- Dans le champ Nom d'utilisateur, collez le jeton d'appareil que vous avez obtenu précédemment auprès d' Ubidots .
- Cliquez sur Ajouter/Mettre à jour pour enregistrer ces paramètres.
Une fois de retour sur l'écran de configuration principal :
8. Définissez le sujet : Dans le champ Sujet, collez : `/v1.6/devices/ `. Remplacer ` ` avec l'étiquette réelle de votre appareil d' Ubidots .
9. Cliquez sur Terminé et déployez votre flux.
Une fois tout déployé, vous devriez voir les données circuler vers Ubidots . Rendez-vous sur votre compte Ubidots et votre appareil devrait désormais être visible avec des mises à jour de données en temps réel. Il est temps de voir vos graphiques prendre vie !
Étape 5 : Création Dashboards API en temps réel dans Ubidots
Maintenant que nos données sont stockées sous un Ubidots , il est temps de transformer ces informations brutes en une SCADA . Créons un dashboard pour surveiller notre processus industriel, où le réservoir-1 et le réservoir-2 sont reliés par une pompe déplaçant le fluide à une pression spécifiée.
Création Dashboards SCADA basés sur le cloud
Rendez-vous sur la vue dashboard de votre compte Ubidots . Cliquez sur l'icône « + » dans le coin supérieur droit pour ajouter un nouveau widget SCADA :
Vous pouvez également intégrer d'autres nœuds tels que des nœuds de boutons et des nœuds de fonctions pour la conversion JSON afin d'améliorer les fonctionnalités de votre dashboard .
Remarque : cette fonctionnalité est disponible uniquement avec une licence industrielle.
Sélectionnez le SCADA et attachez toutes les variables que vous avez définies à l'étape précédente. Une fois terminé, cliquez sur Enregistrer .
Il est maintenant temps de concevoir votre dashboard . Si vous débutez avec l'éditeur SCADA , prenez un moment pour vous familiariser à l'aide du guide d'introduction fourni ici). Commencez à faire glisser et à placer des éléments clés tels que des réservoirs, des pompes, des jauges de niveau et des canalisations, comme indiqué dans l'image ci-dessous.
Étiquetez tout clairement : Réservoir-1, Réservoir-2, pression de la pompe et niveaux de liquide. Connectez chaque widget à la balise de données appropriée et configurez les propriétés visuelles de vos indicateurs de niveau, de votre tuyauterie et de votre pompe. Assurez-vous que votre mise en page est à la fois fonctionnelle et intuitive.
Une fois la conception de votre dashboard SCADA terminée, cliquez sur l' Enregistrer . Revenez à la vue principale dashboard . Voilà ! dashboard SCADA en temps réel est désormais en ligne, affichant les données provenant de votre automate via Modbus et MQTT, orchestré par Node-RED. SCADA d' Ubidots est livré avec une riche bibliothèque d'icônes standard couramment utilisées dans les environnements industriels. De plus, vous pouvez créer des icônes personnalisées pour adapter votre visualisation à vos besoins, permettant ainsi SCADA .
Personnalisation Dashboards : utilisation d'autres visuels pour surveiller les tendances des données API
Ubidots propose une variété de widgets pour enrichir vos dashboards au-delà de SCADA . Utilisez des graphiques linéaires pour suivre les tendances historiques, des jauges radiales pour des lectures métriques intuitives et des cartes thermiques pour visualiser de grands ensembles de données. Chaque widget peut être personnalisé pour afficher exactement les informations dont vous avez besoin, vous aidant ainsi à obtenir en un coup d'œil des informations exploitables sur vos opérations. Expérimentez avec les couleurs, les étiquettes et les mises en page pour rendre votre dashboard à la fois visuellement attrayant et hautement fonctionnel.
Alertes et notifications : configurer des alertes pour les métriques critiques
La visualisation des données est essentielle, mais c'est grâce aux alertes proactives que la magie opère. Avec le moteur d'événements Ubidots , vous pouvez configurer des alertes pour les seuils critiques. Besoin d'être averti si le niveau de liquide dans le réservoir 1 descend trop bas ou si la pression de la pompe augmente ? Configurez des alertes par SMS, e-mail, appel vocal, WhatsApp, Telegram ou même des webhooks pour les intégrer à des systèmes externes. Ces alertes garantissent que vous êtes toujours informé, vous aidant ainsi à éviter des temps d'arrêt coûteux et à maintenir des performances optimales.
Meilleures pratiques pour la sécurité et la conformité des données API
Sécuriser les données en transit avec TLS pour MQTT
Lorsque vous testez votre configuration, vous pouvez ignorer le chiffrement par souci de simplicité. Mais dans un environnement de production, l’utilisation du chiffrement TLS n’est pas négociable. TLS crypte les données lorsqu'elles transitent de votre automate vers le cloud, les rendant illisibles aux regards indiscrets qui se cachent sur votre réseau. La protection des données en transit n'est pas seulement une question de bonnes pratiques : il s'agit également de respecter des normes de sécurité strictes.
Mais le chiffrement ne s’arrête pas là. Les services informatiques attendront de vous que vous garantissiez que les données sont également sécurisées dans le cloud. Cela signifie avoir un cryptage au repos , où les données stockées sur les serveurs restent cryptées. Que vous utilisiez un courtier MQTT auto-hébergé ou un fournisseur de cloud comme Ubidots , assurez-vous que ces informations sont facilement disponibles. Il s'agit d'un élément crucial pour obtenir un parrainage interne et démontrer que votre pipeline de données est sécurisé de bout en bout.
Gestion des autorisations et du contrôle d'accès pour les données PLC et Cloud
Le contrôle d'accès granulaire est un autre pilier de IoT . Ubidots simplifie cela avec l'authentification basée sur les rôles , vous permettant de segmenter vos projets IoT en organisations distinctes. Chaque organisation peut disposer de ses propres dashboards , appareils, utilisateurs finaux et alertes. Ceci est particulièrement utile si vous gérez plusieurs installations ou clients, car cela garantit que seuls les utilisateurs autorisés ont accès à des données spécifiques.
Vous pouvez également définir des rôles d'autorisation personnalisés. Besoin de restreindre les personnes autorisées à modifier dashboards ou à gérer les appareils ? Aucun problème. Ubidots vous couvre, ainsi que les fonctionnalités appréciées des équipes informatiques, comme l'expiration des sessions et des politiques de mot de passe strictes. Ces options permettent de concilier facilement accessibilité et sécurité, satisfaisant même les audits informatiques les plus méticuleux.
Considérations de conformité pour le transfert de données IoT industriel
Une préoccupation commune des services informatiques est l’idée que les données quittent les limites sécurisées de votre usine et se dirigent vers le cloud. Assurez-vous d'activer l'autorisation d'accès avec la communication PUT/GET à partir de l'option de partenaire distant pendant la configuration pour permettre une communication transparente entre les différents composants. Une approche simple mais sécurisée pour atténuer ces problèmes consiste à mettre en œuvre un flux de données unidirectionnel : « les données sortent, n’entrent jamais ». Cela signifie qu'aucun port externe n'est exposé et qu'aucune commande ne peut être envoyée du cloud à votre automate.
Dans ce guide, par exemple, nous avons utilisé uniquement des nœuds de lecture Modbus. Nous lisons strictement les données et n'en réécrivons aucune dans les registres de l'automate. Cette configuration minimise les vulnérabilités et garantit que votre déploiement IoT se concentre sur la surveillance des données plutôt que sur le contrôle à distance, offrant ainsi une tranquillité d'esprit à vos équipes informatiques et de sécurité.
Cas d'utilisation avancés : extension de votre configuration Node-RED et MQTT
Intégration de capteurs sans fil à votre Gateway IoT Node-RED
Pourquoi limiter vos données à ce que fournissent vos automates ? De nombreuses gateway IoT sont équipées de capacités de communication sans fil telles que le WiFi , le BLE (Bluetooth Low Energy), LoRa ou des radios propriétaires. Cela ouvre un tout nouveau monde de possibilités de surveillance. Prenez par exemple la passerelle NCD Enterprise IoT Gateway . Il est compatible avec une large gamme de capteurs sans fil, allant des moniteurs de température et d'humidité aux capteurs de courant, en passant par les compteurs de disponibilité et même les compteurs de pièces.
En intégrant ces capteurs sans fil, vous pouvez mesurer des variables qui vont au-delà des données de votre API, vous offrant ainsi une vue plus riche et plus globale de vos opérations.
Gérer votre Gateway IoT à distance à l'aide de VPN ou de ZeroTier
gateway IoT sont souvent déployées dans des endroits éloignés ou difficiles d'accès. Cela rend la gestion à distance cruciale, surtout si vous devez modifier les configurations à mesure que votre projet passe du prototype au déploiement complet. L'installation d'un VPN ZeroTier gateway IoT basée sur Linux change la donne. Il vous permet d'accéder et de gérer votre gateway comme si elle se trouvait sur votre réseau local, sans avoir à configurer de VPN complexes ni à impliquer le service informatique. Cela rend la surveillance et la configuration à distance fluides et évolutives.
Ajout d'une connectivité cellulaire pour le backhaul
gateway IoT alimentées par Node-RED prennent en charge la connectivité cellulaire , ce qui peut changer la donne pour les déploiements industriels. Il ne s'agit pas seulement d'envoyer des données vers le cloud. Les connexions cellulaires vous permettent également de gérer vos gateway à distance, garantissant un accès continu même en cas de panne du réseau local. L'utilisation du réseau cellulaire comme sauvegarde (ou même comme connexion principale) ajoute une couche de redondance et garantit que votre projet IoT reste opérationnel, quelles que soient les interruptions du réseau sur site.
Conclusion : libérer la puissance des données en temps réel dans IoT industriel
Exploiter la puissance des données en temps réel de vos automates n'est pas qu'un rêve : c'est une réalité tangible et exploitable. En tirant parti du pipeline de données Node-RED et MQTT , vous avez construit un système robuste dans lequel les données circulent de manière transparente de votre usine vers le cloud. La programmation visuelle de Node-RED rend la configuration intuitive, tandis que MQTT garantit un transfert de données efficace et sécurisé. Ensemble, ils forment une solution évolutive, offrant à vos opérations une surveillance en temps réel et des informations proactives.
Maximiser le retour sur investissement ne se résume pas à la simple mise en œuvre de nouvelles technologies. Il s'agit de transformer les données en décisions. Les automates connectés au cloud offrent un niveau de visibilité et de contrôle sans précédent, réduisant les temps d'arrêt, optimisant la consommation d'énergie et permettant une maintenance prédictive. Le résultat ? Une efficacité accrue, des économies de coûts et une configuration industrielle plus agile et évolutive.
Prêt à aller plus loin ? Consultez nos ressources supplémentaires sur les flux Node-RED avancés, de sécurité MQTT et les dernières innovations en matière IoT . Plongez plus profondément et continuez à libérer tout le potentiel de votre usine basée sur les données.
Foire aux questions (FAQ)
Comment envoyer les données de l'automate vers le cloud ?
Vous pouvez envoyer des données API vers le cloud en utilisant plusieurs méthodes. Une approche courante consiste à utiliser une gateway IoT qui lit les données de l'automate à l'aide d'un protocole tel que Modbus, puis les envoie au cloud à l'aide de MQTT. Alternativement, certains automates prennent en charge la communication directe dans le cloud via des modules intégrés utilisant HTTP ou MQTT. La méthode que vous choisissez dépend des capacités de votre automate et des exigences de votre projet.
Node-RED est-il utilisé dans l’industrie ?
Oui, Node-RED est largement utilisé dans les applications industrielles. Sa facilité d'utilisation et sa flexibilité en font un choix populaire pour développer des solutions IoT , intégrer des systèmes disparates et créer des flux de travail personnalisés pour le traitement et l'automatisation des données. De nombreuses industries utilisent Node-RED pour des tâches telles que la surveillance des équipements, l'analyse des données et même la maintenance prédictive.
Comment utiliser Modbus TCP dans Node-RED ?
Pour utiliser Modbus TCP dans Node-RED, vous devez installer le package `node-red-contrib-modbus`. Une fois installé, vous pouvez utiliser des nœuds tels que Modbus Read ou Modbus Flex Getter pour interroger les données de votre automate via le protocole Modbus TCP. Configurez les nœuds avec l'adresse IP et les paramètres Modbus corrects pour établir la communication et extraire les données de l'automate.
Comment connecter l’automate Siemens à Node-RED ?
Pour connecter un automate Siemens à Node-RED , vous pouvez utiliser le protocole Modbus TCP si votre automate le prend en charge. Tout d’abord, configurez votre automate Siemens pour qu’il agisse en tant que serveur Modbus. Ensuite, dans Node-RED, utilisez les nœuds Modbus de « node-red-contrib-modbus » pour lire ou écrire des données. Assurez-vous de configurer les nœuds avec les paramètres Modbus et l'adresse IP de l'API corrects pour établir une connexion fiable.
Qu’est-ce que Modbus Flex Getter ?
Modbus Flex Getter est un nœud Node-RED flexible utilisé pour lire les registres Modbus à partir d'un automate ou d'autres appareils compatibles Modbus. Modbus Read standard , le Flex Getter permet une configuration plus dynamique des paramètres Modbus, tels que l'adresse et la quantité de registres à lire. Ceci est particulièrement utile lorsque vous devez créer des flux de données plus adaptables.
Quels protocoles sont pris en charge par Node-RED ?
Node-RED prend en charge un large éventail de protocoles de communication, ce qui en fait un outil polyvalent pour les applications industrielles et IoT . Certains des protocoles les plus courants incluent :
- MQTT : Pour une messagerie légère et fiable.
- HTTP/HTTPS : pour la communication basée sur le Web et les API RESTful.
- Modbus (TCP/RTU) : Pour la communication avec des appareils industriels comme les automates.
- OPC UA : Pour la connexion aux systèmes d'automatisation industrielle.
- WebSockets : Pour une communication bidirectionnelle en temps réel.
- Série : Pour communiquer avec les appareils série existants.
La vaste bibliothèque de nœuds de Node-RED permet également de prendre en charge de nombreux autres protocoles, ce qui la rend adaptable à un large éventail de cas d'utilisation.