Veronafiere ottobre 2015

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1 Veronafiere ottobre 2015 Gli atti dei convegni e più di contenuti su

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3 Processing alla Frontiera: Perchè un Approccio basato su Piattaforma è l ideale per l Industrial Internet of Things Claudio Cupini Technical Marketing Engineer, Embedded Systems SAVE Verona, Italia 27 Ottobre, 2015

4 La Missione NI Forniamo ad ingegneri e scienziati sistemi che ne accelerano scoperte, produttività ed innovazione 3

5 Processing alla Frontiera: Perchè un Approccio basato su Piattaforma è l ideale per l Industrial Internet of Things Obiettivi della sessione odierna: Review di una tipica architettura di sistema IIoT Discutere requisiti e sfide associati ai sistemi IIoT Discutere i benefici di un approccio basato su piattaforma per la progettazione di stemi IIoT 4

6 L Industrial Internet of Things 5

7 Trend nell Industrial Internet of Things Big Analog Data Storage Dati Larghezza di Banda Algoritmi Decisioni Automatizzate Sicurezza Sincronizzazione Larghezza di Banda System Management 6

8 Scoprire i Benefici dell IIoT? Big Analog Data Frontiera e Analisi End-to-End Decisioni intelligenti e più strutturate Efficienza Sicurezza Redditività 7

9 Architetture di Sistemi IIoT 8

10 Soluzioni Industriali IoT End-to-End Partiamo da Oggetti Industriali Oggetti Turbine Pompe Trasformatori 9

11 Soluzioni Industriali IoT End-to-End Aggiungiamo Sensori e Attuatori Oggetti Turbine Sensori/Attuatori Vibrazione Temperatura Tensione Pompe Trasformatori Pressione Vibrazione Temperatura Termico Tensione Spettro RF 10

12 Soluzioni Industriali IoT End-to-End Automatizziamo con sistemi di Controllo e Monitoraggio Interconnessi Oggetti Turbine Pompe Trasformatori Sensori/Attuatori Vibrazione Temperatura Tensione Pressione Vibrazione Temperatura Termico Tensione Spettro RF Sistemi di Controllo e di Acquisizione Dati CompactRIO CompactRIO Vision System Wired o Wireless 11

13 La F r o n t i e r a Soluzioni Industriali IoT End-to-End Connettiamoci ad Azienda, Internet, e Cloud Oggetti Sensori/Attuatori Vibrazione Sistemi di Controllo e di Acquisizione Dati Infrastruttura IT Turbine Pompe Temperatura Tensione Pressione Vibrazione Temperatura Termico CompactRIO CompactRIO Wired o Wireless Network & Data Explorer InsightCM Enterprise Data Analytics System Management User Authentication Data Management Trasformatori Tensione Spettro RF Vision System Data Historian CMMS Systems 12

14 La F r o n t i e r a Soluzioni Industriali IoT End-to-End Replica su vasta scala per estese Compagnie di Generazione di Energia 10,000 30,000 2, Sites Oggetti Turbine Pompe Trasformatori Sensori/Attuatori Vibrazione Temperatura Tensione Pressione Vibrazione Temperatura Termico Tensione Spettro RF Sistemi di Controllo e di Acquisizione Dati CompactRIO CompactRIO Vision System Wired o Wireless Infrastruttura IT Network & Data Explorer InsightCM Enterprise Data Analytics System Management User Authentication Data Management Data Historian CMMS Systems 13

15 La F r o n t i e r a Soluzioni Industriali IoT End-to-End La Fabbrica del Futuro: Controllo e Monitoraggio Online Factory-Wide Sensori/Attuatori RFID Sistemi di Controllo e di Acquisizione Dati Infrastruttura IT Smart Glasses Strumenti Intelligenti RGB Camera Switches Sensore di Coppia RFID Motor Drives System on Module Wired o Wireless Single-Board RIO Network & PLM LabVIEW on PC Plant Node Server PWM Manipolatori RFID CompactRIO Motor Drives 14

16 La Fabbrica del Futuro di Airbus 400,000+ Fori filettati 1,000+ Strumenti avvitatori Controllo qualità migliorato 15

17 La F r o n t i e r a Soluzioni Industriali IoT End-to-End Le Grid del Futuro: Micogrids con Demand Response Indipendenti Interruttori SensoriAttuatori CT / PT DIO Sistemi di Controllo e di Acquisizione Dati Grid Automation System Infrastruttura IT Inverter CT / PT IGBT DIO Wired or Wireless Single-Board RIO Network & PLM LabVIEW on PC Plant Node Server Trasformatori CT / PT Temperatura Pressione Grid Automation System 16

18 National Grid UK Smart Grid 110 Sistemi Interconnessi 26 Sistemi Portatili Monitoraggio di 10,000 km di Linee 17

19 Requisiti Comuni dei Sistemi IIoT Calcolo Thinking Processing Analisi Decision Making Connettività Verso gli IO All azienda Al Cloud Agli altri Oggetti Controllo Aziona, Esegui Motori, Drives, Relay, Attuatori 18

20 Sfide Tecniche e di Business Performance System Integration Debugging Cloud Integration Life Cycle Management Security Life Cycle Data Storage Synchronization Closed-Loop Control Analytics Personnel System Management Networking ROI Latency Time to Solution Bus Bandwidth Interoperability Simulation Brown Field Integration Quality of Service 19

21 Sfide Ingegneristiche nell IIoT Business Redditività Servizi e Supporto Time to Market/Soluzione Gestione della Catena di Distribuzione Gestione Talenti e Risorse Development Networking Performance Qualità Sicurezza Integrazione Tecnica 20

22 Sfide di Sviluppo Software nell IIoT Strumenti Matematici (.m file script) Simulazione (Hybrid) User Interface (HTML) FPGA (VHDL, Verilog) Controllo Host (C, C++,.NET) DSP (Fxd pt C, Assembly) H/W Driver (C, Assembly) Target Debug di Sistema FPGAs DSPs Multicore Processors Lunghe curve di apprendimento Riutilizzo Limitato Bisogno di specialisti Costi Aumentati Tempo per la soluzione aumentato 21

23 Una Soluzione Custom Richiede Team Specializzati 22

24 Quindi Come Soddisfare Questi Requisiti E Vincere Queste Sfide? 23

25 Approccio Platform-Based 24

26 Elementi di un Approccio Platform-Based Integrazione Out-of-the-box di hardware e software Varietà di hardware (performance, prezzo, fattore di forma, applicazione ) Scalabile, modulare, and estensible si adatta ed evolve via software Attraverso una Consistente toolchain software: Applicazioni: test, misura, progettazione, controllo Fasi di Progettazione: Simulazione, Modeling, Progettazione, Validazione, deployment Piattaforme Hardware: CompactDAQ, CompactRIO, PXI Linguaggi di Programmazione: C/C++, IEC ,.m, G dataflow Una comunità e un ecosistema di IP, add-ons, and toolkits 25

27 L Architettura LabVIEW RIO: La Base per l Innovazione nell IIoT 26

28 L Architettura LabVIEW RIO: Ideale per l IIoT Calcolo Analisi Real-Time LabVIEW Math & Librerie di Analisi Algoritmi, Decision making Connettività Meccanismi di Trasferimento Dati Interfaccia di Rete Calcolo Signal Processing Riduzione Dati Connettività Temporizzazione Custom, Triggering e Sincronizzazione Protocollli Custom Controllo Veloce, Deterministico, Controllo a Ciclo-Chiuso (MHz rates) Sicurezza, Affidabilità 27 Connettività Ogni Sensore Ogni Protocollo Industrialmente Riconosciuto Condizionamento di Segnale Camere, Drives, Motori, Attuatori

29 Sistemi Operativi Real-Time e l Ecosistema Linux Linguaggio Database Security Ri-utilizzo del Codice Connettività G / Dataflow Raima OpenVPN C/C++ Isshd C / C++ MySQL IP Tables Shell scripting IPv6 IEC SQLite System Logging Python SNMP.m MongoDB fail2ban Ruby NTP CouchDB denyhost Perl netstat Policiy di Autenticazione 28

30 Il Modulo LabVIEW FPGA Utilizzo di LabVIEW per progettare hardware, senza esperienza VHDL Liberarsi degli elementi più critici della vostra applicazione Controllo High speed Inline signal/image processing Protocolli Custom Temporizzazione Custom, Triggering, e sincronizzazione Test stimulo/risposta veloce 29

31 Prodotti dell Architettura LabVIEW RIO Single-Board RIO CompactRIO FlexRIO 30

32 Dispositivo di Frontiera Intelligente per l Industrial Internet Sensori Intelligenti Camere Networking Motor Drivers and Drive Interfaces HMI Display Sensori e Attuatori Processing Analisi Controllo Connettività 31 Digital Custom

33 Capacità di Gateway Industriale 32

34 Innovare con una Piattaforma per l IIoT Eliminare il bisogno di partire da zero Soddisfare I requisiti di calcolo, connettività, e controllo per le applicazioni IoT Industriali Soddisfare in tempo Cambi di Requisiti con prodotti flessibili, scalabili, e programmabili sul campo Scelta tra varie opzioni di fattori di forma high-quality, prezzi e performance Fare leva su un ambiente software consistente per Programamre ogni elemento del sistema Simulazione, modeling, prototipizzazione, sviluppo, e deployment Eseguire analisi alla frontiera e end-to-end Integrare con sistemi esistenti installati sul campo 33

35 L Impatto di un Approccio Platform-Based 34

36 Claudio Cupini /iot

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