ポリマー押出プロセスにおけるMQTTに基づくデータ通信

要約

本研究は、メッセージキューテレメトリトランスポート(MQTT)と呼ばれるメッセージプロトコルに基づくフィルム押出システムと監視装置との間のデータ通信のための柔軟な方法を提案する。

要約

本研究は,TCP/IP上で動作するメッセージキュー遠隔測定トランスポート(MQTT)と呼ばれるパブリッシャ-サブスクライバベースのプロトコルを採用することにより,高分子加工機の柔軟なデータ通信構造を構築することを目的とする.従来の機器を使用する場合でも、インターネット通信を通じて、処理データをどこでも様々な機器で計測・記録することができます。メッセージベースのプロトコルは、既存のサーバー/クライアントプロトコルの欠点を克服する柔軟な通信を可能にします。複数のデバイスが、ソース・デバイスによってパブリッシュされた処理データをサブスクライブできます。提案手法は,複数のパブリッシャーとサブスクライバー間のデータ通信を容易にする.この作業では、機器と追加のセンサーからのデータをメッセージブローカーに公開するシステムを実装しました。サブスクライバーは、ブローカーによって中継されたプロセス・データをモニターおよび保管できます。このシステムは、有効性を実証するためにフィルム押出ライン用に展開および実行されています。

概要

第4次産業革命の波の中で、各種処理データの取得・監視が重要な課題となっています¹.特に、プロセスデータを用いた製造プロセスの改善と効率的な運用計画の確立は、すべての製造施設^2,3の重要な目標となります。ダウンタイムは、アラームを工場から送信できる場合、または予測メンテナンスを時間内に実行できる場合⁴ に大幅に短縮できます。最近、ポリマープロセスにおけるデータ分析のために多くの努力がなされている^5,6。しかしながら、既存のシステム⁷からこのようなデータを取得することが困難であるため、これらのタスクを実行することは容易ではない。制御と計測の階層構造により、データの集録と通信が困難になります。

まず第一に、異なる製造日を持つ異なる機械からデータを取得することは不可能です。異なるマシン間の通信を実現するには、独自の形式の異なるフィールドバス間の相互運用性が必要であるため、困難です。このようにして、通信方法とデータ形式はプライベートに保たれます。これにより、データセキュリティを簡単に維持できますが、ユーザーはサー....

プロトコル

1. ブローカーのインストール

メモ: インターネット 経由で 処理データを監視および記録するには、データを中継するコンピュータシステムを準備する必要があります。 図 2 に示すように、システムはパブリッシャーとサブスクライバーの両方からアクセス可能である必要があります。したがって、通信の前に認識されているパブリックIPアドレスが必要です。Eclipse Mosquitto と呼ばれるオープンな MQTT ブローカーがシステム¹³ にインストールされます。

1. パブリックIPアドレスを指定してコンピュータをインターネットに接続します。オペレーティングシステムのIP設定でアドレスを指定します。
2. Eclipse Mosquitto などのブローカー・ソフトウェアをコンピューターにインストールします。ブラウザを使用してインストールファイルをダウンロードし、実行します。
3. MQTT Lens などのテスト・プログラムを使用してブローカーをテストします。ブラウザーを使用して MQTT レンズをダウンロードし、インストールします。次に、パブリッシュされたメッセージがサブスクライブされていることを確認します。

結果

HMIに示され、ラズベリーピスによって測定されたデータは、 図5に示すように加入者に監視および記録されたことが判明した。ビデオで示されているように、処理データはデータベースに記録されます。

図 1: MQTT プロトコル?.......

ディスカッション

提示されたプロトコルに従うことによって、MESのような高価なITソリューションなしで処理データを監視および記録することができる。IoT技術により、従来の機械からのデータの取得と配信が容易になります。メッセージベースのプロトコルであるMQTTは、ポリマー処理ラインのデータ通信のプラットフォームとしてうまく機能することが示されています。さらに、追加のデータを柔軟に測定?.......

資料

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