เกตเวย์ IoT สำหรับระบบ SCADA ของหน่วยงานสาธารณูปโภคในเมืองชาร์จาห์ สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์

จุดเด่น

✔ Avanceon เป็นผู้ให้บริการโซลูชันด้านวิศวกรรมระบบอัตโนมัติและการควบคุม โดยมีสำนักงานอยู่ในดูไบและอาบูดาบี เพื่อให้บริการแก่กลุ่มตลาดอุตสาหกรรมและการผลิต 16 กลุ่ม รวมถึงพลังงานและสาธารณูปโภค โครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ และการขนส่ง

✔ ลูกค้าของบริษัท ซึ่งก็คือการไฟฟ้า น้ำ และก๊าซแห่งชาร์จาห์ มีระบบ SCADA ที่รวมถึงซิมการ์ด APN ซึ่งช่วยเสริมความปลอดภัยของระบบ แต่ก็ก่อให้เกิดความท้าทายในการสื่อสารแบบ M2M บางประการ จึงจำเป็นต้องมีเกตเวย์ IoT ที่รองรับโปรโตคอล DNP3 และสามารถส่งต่อพอร์ตได้

✔ อุปกรณ์ที่เลือกใช้คือเกตเวย์ IoT รุ่น TRB246 ของเรา ซึ่งช่วยให้โซลูชันการจัดการระยะไกลนี้ใช้งานได้ โดยให้การสนับสนุนการสื่อสารแบบอนุกรมที่แข็งแกร่งและการเชื่อมต่อ LTE Cat 4 ที่เชื่อถือได้

ความท้าทาย – ความซับซ้อนของการสื่อสารในระบบ SCADA

ระบบควบคุมและเก็บรวบรวมข้อมูลแบบรวมศูนย์ ( SCADA ) เป็นส่วนสำคัญของภาคส่วนการวัดระยะทางและสาธารณูปโภค ระบบ SCADA ช่วยให้ทั้งบริษัทเอกชนและหน่วยงานภาครัฐสามารถจัดการและควบคุม PLC จากระยะไกล รวบรวมข้อมูลการใช้งาน สาธารณูปโภค เช่น ไฟฟ้า น้ำ และก๊าซ และดำเนินการต่างๆ เช่น การเปิดใช้งานปั๊มหรือการปิดวาล์วได้

บริษัท Avanceon ซึ่งเป็นพันธมิตรของเรา ได้ให้ความช่วยเหลือ การไฟฟ้า น้ำ และก๊าซแห่งชาร์จาห์ (SEWA) ในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ ในการสร้างการเชื่อมต่อที่ราบรื่นและใช้งานระบบ SCADA สำหรับโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญด้านพลังงานและสาธารณูปโภคในเมืองชาร์จาห์ อย่างไรก็ตาม เมื่อถึงขั้นตอนการเลือกอุปกรณ์เครือข่าย เกณฑ์ของโซลูชันนี้กลับเป็นความท้าทาย

SEWA ต้องการให้อุปกรณ์เครือข่ายที่เลือกใช้นั้นมีซิมการ์ดแบบ Access Point Name (APN) ส่วนตัว การมีซิมการ์ดแบบนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงความเสี่ยงด้านความปลอดภัยจากการใช้ซิมการ์ดทั่วไป และทำให้ข้อมูลสามารถส่งผ่านระบบคลาวด์ได้

อย่างไรก็ตาม ซิมการ์ด APN ส่วนตัวทำให้การจัดการและควบคุม PLC จากระยะไกลทำได้ยาก จำเป็นต้องใช้การส่งต่อพอร์ต โดยกำหนดทิศทางการสื่อสาร M2M ไปยังหมายเลขพอร์ต TCP ที่กำหนดซึ่งรองรับโดยระบบ SCADA กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ จำเป็นต้องมีเกตเวย์ IoT ที่สามารถเปิดใช้งานการส่งต่อนี้ได้

โทโพโลยี

วิธีแก้ปัญหา – การส่งต่อพอร์ตเกตเวย์ IoT

Avanceon เลือกใช้เกตเวย์ IoT อุตสาหกรรม Teltonika Networks TRB246 เพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสาร M2M ที่ถูกส่งต่อในระบบ SCADA ของ SEWA

ด้านหนึ่งของระบบ อุปกรณ์เชื่อมต่อกับระบบคอมพิวเตอร์ SCADA ที่สำนักงานใหญ่ของ SEWA ในเมืองชาร์จาห์ อีกด้านหนึ่ง สำหรับ PLC ทุกตัวที่กระจายอยู่ในเมืองชาร์จาห์และเชื่อมต่อกับระบบ SCADA นี้ จะมีการติดตั้งเกตเวย์ IoT รุ่น TRB246 ไว้ด้วย การเชื่อมต่อทั้งสองด้านทำผ่านพอร์ต RJ45 ของเกตเวย์ IoT

ความซับซ้อนของโซลูชันนี้ไม่ได้อยู่ที่การติดตั้งทางกายภาพ แต่ขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมของการสื่อสารแบบ M2M (Multiple Metering to Machine) PLC จะตรวจสอบข้อมูลโทรมาตรจำนวนมาก เช่น แรงดันน้ำในท่อ การไหลของก๊าซ และการใช้ไฟฟ้า แล้วส่งข้อมูลเหล่านั้นแบบไร้สายไปยังระบบ SCADA ที่อยู่ห่างไกล

การส่งข้อมูลนี้ดำเนินการผ่าน การส่งต่อพอร์ต (port forwarding ) โดยการเปลี่ยนเส้นทางและส่งต่อคำขอการสื่อสารจาก PLC ไปยังหมายเลขพอร์ตที่กำหนดซึ่งรองรับโดยระบบ SCADA นั่นคือพอร์ต TCP 20000 วิธีนี้ช่วยให้การสื่อสารมีความปลอดภัยและมีประสิทธิภาพผ่านโปรโตคอล DNP3

จากนั้นระบบ SCADA จะวิเคราะห์ข้อมูลโทรมาตรและสามารถทำการแก้ไขปัญหาจากระยะไกลสำหรับอุปกรณ์ปลายทางใดๆ ที่เชื่อมต่อกับ PLC ได้ ซึ่งจะช่วยลดเวลาหยุดทำงานและขจัดความจำเป็นที่วิศวกรจะต้องเดินทางไปแก้ไขปัญหาด้วยตนเอง ส่งผลให้ระบบระยะไกลทำงานอัตโนมัติได้อย่างสมบูรณ์แบบโดยไม่ลดทอนความปลอดภัย

การส่งต่อพอร์ตและการรองรับโปรโตคอล DNP3 เป็นคุณสมบัติหลักที่จำเป็นในกรณีนี้ แต่ TRB246 ยังมีคุณสมบัติอื่นๆ อีกมากมาย เกตเวย์ IoT สำหรับอุตสาหกรรมนี้ให้การเชื่อมต่อ LTE Cat 4 ที่เชื่อถือได้ พร้อมฟังก์ชันการใช้งานซิมคู่ การสลับการทำงานอัตโนมัติ WAN สำรอง และสถานการณ์การสลับอื่นๆ เพื่อความน่าเชื่อถือในการเชื่อมต่อสูงสุด

นอกเหนือจากโปรโตคอล DNP3 แล้ว TRB246 ยังรองรับ Modbus TCP, Modbus RTU, DLMS และโปรโตคอลการสื่อสารอื่นๆ อีกมากมาย ในส่วนของอินเทอร์เฟซนั้น มีพอร์ต RJ45 ดังที่กล่าวมาแล้ว รวมถึงพอร์ต I/O และพอร์ต RS232 แบบ 16 พิน และพอร์ต RS485 ด้วย

ตัวเครื่องหุ้มด้วย ตัวเรือนอะลูมิเนียมที่ทนทาน พร้อมตัวเลือกการติดตั้งบนราง DIN และสามารถทนต่ออุณหภูมิได้ตั้งแต่ -40 °C ถึง 75 °C เกตเวย์ IoT นี้จึงสามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมใดๆ ก็ตามที่ติดตั้ง PLC ไว้

เมื่อพูดถึงความน่าเชื่อถือในการเชื่อมต่อและความหลากหลายทางสถาปัตยกรรม TRB246 คือตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับระบบ SCADA ที่จัดการโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญและระบบส่งข้อมูลทางไกล