Menghadapi Tantangan Kemajuan Industri 4.0 dengan Edge Controller Series
Dalam beberapa dekade terakhir ini perkembangan teknologi sangatlah pesat perubahannya. Banyak aspek dalam kehidupan kita yang mulai beralih ke era digitalisasi, mulai dari alat pembayaran, birokrasi, profesi/pekerjaan, sarana belajar mengajar, dan sebagainya. Hal ini bukan tanpa sebab, salah satu penyebabnya yakni saat ini kita sedang berada di masa revolusi industri 4.0. Setidaknya revolusi industri dibagi menjadi 4 tahap yaitu industry 1.0, industry 2.0, industry 3.0, dan industry 4.0.
Industry 1.0 diawali pada tahun 1784 yang mana pertama kali ditemukannya mesin uap untuk menggantikan tenaga manusia dan hewan dalam proses produksi barang, kemudian dilanjutkan dengan industry 2.0 yaitu masa ditemukannya listrik dan mesin konveyor untuk membuat produksi barang semakin murah, cepat, dan efisien, dilanjutkan dengan industry 3.0 yaitu masa ditemukannya komponen semikonduktor seperti transistor dan Intergrated Circuit (IC) yang mana pada masa itu pekerjaan mesin pabrik yang sebelumnya dikendalikan secara manual oleh manusia sekarang bisa dilakukan secara otomatis dan terprogram berkat penemuan komponen semikonduktor tadi, dan yang terakhir adalah industry 4.0 yaitu masa yang saat ini sedang kita jalani. Pada revolusi industri 4.0 terjadi perubahan besar-besaran, mesin industri bukan lagi hanya sekedar otomasi, tetapi lebih kompleks lagi.
Mesin - mesin industri saat ini sudah banyak yang mengadopsi teknologi Internet of Things dan cloud computing, Artificial Intelligence (AI), machine learning, Augmented Reality (AR), dan lain sebagainya. Revolusi industri 4.0 hadir sebagai solusi bagi manusia akan kebutuhan barang yang kian hari kian meningkat serta menyesuaikan dengan gaya hidup manusia modern yang menginginkan semuanya dikerjakan dengan serb cepat, efisien, dan dapat dilakukan dimana saja.
Menjawab tantangan revolusi industri 4.0 tersebut, Seeed Studio salah satu inovator teknologi asal Shenzen China berupaya menghadirkan solusi untuk menunjang kebutuhan industri modern. Mereka menghadirkan "The Edge Series" yaitu serangkaian perangkat kontroler untuk industri yang menawarkan banyak kelebihan dibandingkan kontroler industri konvensional. Apa saja yang ditawarkan oleh The Edge Series dan bagaimana cara kerjanya? Mari kita bahas satu per satu.
Sekilas Tentang Edge Series
Seiring dengan berjalannya perkembangan industri modern, PLC (Programable Logic Controller) secara perlahan mulai kehilangan "tahta" nya. PLC tradisional yang umumnya digunakan untuk mengontrol mesin produksi berskala kecil yang hanya bisa dilakukan di satu tempat saja, kini mulai kesulitan untuk memenuhi tuntutan industri modern. Saat ini industri modern menginginkan suatu kontroler dengan sistem komunikasi yang kuat, mampu memproses big data, serta mampu terkoneksi dengan cloud dan dikontrol dari manapun secara real-time. Hal ini dikarenakan pabrik-pabrik terutama perusahaan multi nasional memiliki banyak pabrik di berbagai belahan dunia sehingga penting bagi mereka untuk dapat mengontrol mesin-mesin pabriknya secara terintegrasi dari jarak jauh.
The Edge Series hadir untuk menyempurnakan kekurangan pada PLC tradisional. The Edge Series bisa kita definisikan sebagai jalur penghubung antara Operational Technology (OT), yaitu sistem kontrol fisik perangkat industri dan Information Technology (IT) yaitu infrastruktur jaringan yang terkoneksi dengan server. Sehingga dengan andanya kemampuan integrasi IT-OT pada The Edge Series, kita bisa menggabungkan Programmable Logic Controller (PLC) / Programmable Automation Controller (PAC), industrial IoT gateway, dan HMI (Edgelogix) dalam satu sistem yang saling terintegrasi untuk menjalankan sistem SCADA. Untuk pilihan HMI dibagi menjadi 2 pilihan jenis hardware, Edgelogix-RPi-1000 dan Edgebox-RPi-200 ditenagai oleh Raspberry Pi Compute Module 4 serta Edgebox-ESPi-100 yang ditenagai oleh modul ESP. Sedangkan panel kontrolnya bisa menggunakan reTerminal atau reTerminal Plus.
Pengenalan Hardware
- PLC/PAC
PLC (Programmable Logic Controller) dan PAC (Programmable Automation Controller) adalah "otak" yang mengontrol kinerja mesin industri, mulai dari mengontrol motor, lampu, sensor, aktuator, dan sebagainya. Pada dasarnya baik PLC maupun PAC memiliki fungsi dan cara kerja yang serupa, hanya saja PAC merupakan pengembangan dari PLC, yang mana menggabungkan fungsi PLC dan PC dalam satu alat.
- EdgeBox-RPi-200
Merupakan perangkat edge computing multifungsi yang dapat berfungsi layaknya sebuah PLC/PAC namun dapat juga berfungsi sebagai industrial IoT gateway, OPC UA server, dan komputer industrial sekaligus. Perangkat ini ditenagai oleh mini PC Raspberry Pi Compute Module 4 dengan RAM 4 GB dan eMMC 16 GB. Dalam kebutuhan industri, Edgebox-RPi-200 dapat difungsikan sebagai bridge / jalan penghubung antara hardware, kemampuan software, dan jaringan cloud sehingga memungkinkan mesin pabrik dikontrol secara remote dari jarak jauh.
Berikut beberapa fitur yang ditawarkan oleh EdgeBox-RPi-200
- Dapat difungsikan sebagai kontroler, IIoT gateway, OPC UA server, dan komputer industrial sekaligus.
- Ditenagai oleh mini PC powerful (Raspberry Pi Compute Module 4) untuk menunjang multi-tasking dan kontrol real-time.
- Mendukung banyak bus dan protokol industrial.
- Menghadirkan konektifitas wifi, slot mini PCIe untuk modul 4G LTE, ZigBee, dan LoRa serta gigabit ethernet untuk bertukar data dengan cloud service.
- Mendukung berbagai software dan platform industrial seperti Codesys, Node Red, MQTT, OPC UA, Ignition, dan sebagainya.
Spesifikasi Edgebox-RPi-200
- CPU : Quad-core Raspberry Pi Compute Module 4
- RAM : 4 GB
- eMMC : 16 GB
- Wifi : 2.4 & 5 GHz b/g/n/ac
- Bluetooth : Bluetooth 5.0
- Mini PCIe Slot : 4G LTE, LoRa, ZigBee
- Ethernet : Gigabit ethernet, RJ45
- HDMI : HDMI 2.0 up to 4K @ 60 fps
- USB : 2x USB 2.0
- RS Serial : RS485 & RS232
- M.2 Socket : 2242 NVME SSD
- Catu Daya : 12 - 36V
- EdgeLogix-RPI-1000
EdgeLogix-RPI-1000 merupakan perangkat kontroler industri All-in-One berbasis Raspberry Pi Compute Module 4 yang dilengkapi banyak pin I/O, didesain dengan konsep modular, mendukung protokol bus komunikasi industri berkecepatan tinggi, serta dilengkapi jaringan wireless untuk mendukung koneksi ke jaringan cloud. EdgeLogix-RPI-1000 dapat dijadikan kontroler multifungsi, yang mana perangkat ini dapat berfungsi sebagai PLC, PAC, gateway IIOT, OPC UA Server atau bahkan menjadi HMI dan PC industri karena sudah dibekali layar 4.3 inch.
Spesifikasi EdgeLogix-RPI-1000
- CPU : Raspberry Pi Compute Module 4
- RAM : 8 GB
- eMMC : 32 GB
- Layar : 4.3 inch 480 x 800 piksel
- Wifi : 2.4 GHz dan 5 GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac
- Bluetooth : Bluetooth 5.0 BLE
- Jaringan Lain : Mini-PCIe support 4G LTE dan LoRaWan
- Ethernet : Gigabit Ethernet
- HDMI : HDMI 2.0 4K @ 60 fps
- USB : 2x USB 2.0 dab 1x USB Type C
- Port RS Serial : 5x RS-485, 2x RS-232 isolated, 1x RS-232
- CAN BUS : 2x CAN BUS dengan CAN-FD
- Input Digital : 12 I/O isolated
- Output Digital : 12 I/O isolated
- Catu Daya : 10.8 - 36V
- Fitur Lain : RTC, watchdog timer, chip enkripsi (opsional)
- EdgeBox-ESP-100
EdgeBox-ESP-100 merupakan sebuah kontroler berbasis ESP32 yang didesain untuk kebutuhan otomasi industri. Perangkat ini mendukung input analog, dapat digunakan untuk mengontrol dan memantau mesin industri secara remote, sangat ideal untuk kontrol PID, dan dapat juga difungsikan sebagai gateway dengan pilihan jaringan wireless dan sensor yang beragam.
Dari segi jaringan, perangkat ini dibekali wifi dan juga Bluetooth Low Energy (BLE) serta modul 4G LTE sehingga membuatnya sangat ideal apabila difungsikan sebagai gateway bagi PLC / PAC supaya dapat terkoneksi dengan jaringan cloud.
Spesifikasi EdgeBox-ESP-100
- CPU : ESP32S3
- Memori : 512 KB + 8 MB RAM
- Penyimpanan : 16 MB Flash
- Wifi : On-chip 2.4 GHz
- Bluetooth : On-chip bluetooth 5.0 BLE
- Jaringan Seluler : 4G A7670G SIMCom LTE CAT 1
- LoRa : Supported
- Ethernet : 100M RJ45
- USB : 1x USB 2.0
- CAN BUS : 1x CAN BUS
- RS Serial : RS485
- Digital Pin : 4x digital input & 6x digital output
- Analog Input : 4x 0 - 20mA (default), 0 - 10V (opsional)
- Analog Output : 2x 0 - 5V
- Catu Daya : 10.8 - 36V
- reTerminal
reTerminal merupakan perangkat Human Machine Interface (HMI) dengan layar touchscreen yang dapat difungsikan untuk keperluan industrial IoT dan SCADA. Perangkat ini menggunakan Raspberry Pi Compute Module 4 sebagai dapur pacunya dengan clock speed prosesor 4x 1.5 GHz, RAM 4 GB, serta eMMC 32 GB. Pada bagian layar, perangkat ini menggunakan panel capacitive touchscreen IPS dengan bentang layar 5 inch. Layar pada perangkat ini dapat difungsikan untuk mengontrol atau memonitoring fungsi-fungsi pada mesin pabrik.
Spesifikasi reTerminal
- SoC : BCM2711 Quad-core Cortex-A72 1.5 GHz 64-bit
- RAM : 4 GB LPDDR4
- eMMC : 32 GB
- Wifi : 2.4 & 5 GHz 802.11b/g/n/ac
- Bluetooth : Bluetooth 5.0 BLE
- Layar : 5 inch IPS LCD touchscreen (capasitive) @ 720x1280
- HDMI : Micro HDMI up to 4K 60 fps
- CSI : 1 x 2 line MIPI CSI camera interface
- Fitur : RTC, accelerometer, light sensor, internal I/O expansion, GPIO, PoE, USB
- Catu Daya : 5V @ 3A
Cara Kerja The Edge Series
The Edge Series didesain dan diproduksi dengan standar industri, sehingga membuatnya dapat digunakan untuk membangun koneksi antar OT dan IT menggunakan fieldbus dan protokol industri seperti RS485/232, CANBUS, Profinet, Modbus, dan transmisi antar jaringan melalui koneksi ethernet, 4G, wifi, bluetooth, dan LoRa.
The Edge Series menerima data dari sensor, kontrol I/O, dsb kemudian melakukan perhitungan data lokal secara multi-threaded. Proses ini dapat meningkatkan keamanan data, meningkatkan akurasi pemrosesan data, dan meningkatkan performa secara real-time. Kemudian dengan adanya integrasi dengan reTerminal sebagai panel PC, data yang didapatkan tadi dapat diproses untuk kemudian diaplikasikan ke dalam sistem SCADA yang terpadu. Di sisi lain, dengan melimpahnya pilihan konektifitas pada The Edge Series, data yang didapatkan tadi juga bisa dikirim dan disimpan ke cloud server untuk kemudian digunakan untuk keperluan monitoring dan kontrol secara remote dari jarak jauh.
Berikut gambaran sistem cloud-based SCADA yang dibangun dengan The Edge Series dan reTerminal.
Potensi penggunaan cloud service semakin hari kian meningkat. The Edge Series adalah salah satu contoh bagaimana cloud service bisa dimaksimalkan untuk keperluan industri manufaktur. Dalam beberapa tahun kedepan kita akan terbiasa dengan hadirnya AI, cloud service, big data, dan sebagainya dalam berbagai aspek kehidupan kita. The Edge Series sudah satu langkah lebih maju untuk mempersiapkan segala kemungkinan di masa mendatang. Siapkah kita beralih dari teknologi manufaktur tradisional ke The Edge Series?
Semoga bermanfaat !
All trademarks, company names, product names and trade names are the property of their respective owners. All softwares are copyright by their respective creators and/or software publishers.