An Application of Cloud Computing Based Industrial Internet of Things for Generator System

Abstract

With the transformation of Industry 4.0, the current understanding of production in the industry is being reshaped together with information technologies. Internet of things and cloud computing are the most important components of this transformation. In this study, the generator system producing electricity as a simulation of an industrial system was used as the main system. 3-phase driven by an internal combustion engine, AC alternator voltage, current, frequency, alternator temperature and so on, and for the internal combustion engine that provides mechanical drive, oil / water pressure, oil / water temperature, fuel level, etc. The electrical and physical quantities are measured by means of PLC and sensors. It is provided to monitor this measurement data of the generator system both locally via HMI screen and computer screen and as a remote point in Web-based format. RS485 standard has been used together with MQTT protocol which is becoming more and more widespread nowadays and Modbus protocol which is used frequently in industrial systems in both physical and electrical measurements for user viewing and transfer to cloud information system. The measurement data were recorded in the Azure cloud computing system for the performance evaluation of the diesel fuel generator. Firstly, user interface was developed in Node-Red software running on Raspberry Pi. And as a second method, the same application structure is provided with a user interface created on Labview software running on Windows based operating system. In addition, real-time measurement analysis is provided by monitoring data remotely via the PowerBI internet platform.Endüstri 4.0 dönüşümü ile sanayideki mevcut üretim anlayışı, bilişim teknolojileri ile birlikte yeniden şekillenmektedir. Nesnelerin interneti ve bulut bilişim bu dönüşümün en önemli bileşenleri olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışmada, endüstriyel bir sistemin benzetimi olarak elektrik üretimi yapan jeneratör sistemi ana sistem olarak kullanılmıştır. İçten yanmalı bir motor ile tahrik edilen 3 fazlı, AC alternatör için gerilim, akım, frekans, alternatör sıcaklığı vb. ve mekanik tahrik sağlayan içten yanmalı motor için ise yağ/su basıncı, yağ/su sıcaklığı, yakıt seviyesi vb. elektriksel ve fiziksel büyüklükler PLC ve sensörler aracılığı ölçümlenmiştir. Jeneratör sistemine ait bu ölçüm verilerinin hem bölgesel olarak HMI ekran ile bilgisayar ekranı üzerinden hem de uzak bir nokta olarak Web tabanlı biçimde izlenmesi sağlanmıştır. Fiziksel ve elektriksel ölçümlerin gerek kullanıcı için görüntülenmesinde gerekse bulut bilişim sistemine aktarılmasında; günümüzde gittikçe yaygınlaşan ve yeni bir protokol olan MQTT haberleşme protokolü ve endüstriyel sistemlerde sıkça kullanılan Modbus protokolü ile birlikte RS485 haberleşme standardı kullanılmıştır. Ölçüm verileri, dizel yakıt ile çalışan jeneratörün performans değerlendirmesinde kullanılmak üzere Microsoft Azure bulut bilişim sisteminde kayıt altına alınmıştır. Bunu sağlamak için ilk olarak Raspberry Pi üzerinde çalışan Node-Red yazılımı kullanılmıştır. İkinci olarak ise aynı uygulama yapısı Windows tabanlı işletim sistemi üzerinde çalışan Labview yazılımı üzerinde oluşturulan bir kullanıcı arayüzü ile sağlanmıştır. Ayrıca Microsoft PowerBI internet platformu ile verilerin internet üzerinden uzaktan izlenmesi ile anlık olarak canlı ölçüm analizlerinin yapılması sağlanmıştır.