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Transmettez les données industrielles d'Ignition vers Azure IoT Hub pour des analytiques cloud avancées et des tableaux de bord d'entreprise

Intégration Ignition Azure IoT Hub : Analytique cloud d'entreprise

Connectez Ignition SCADA à Microsoft Azure IoT Hub via MQTT Transmission. Exploitez Azure Stream Analytics, Power BI et Azure Digital Twins pour une intelligence industrielle de niveau entreprise.

Présentation

L'intégration Ignition Azure IoT Hub permet la transmission fluide des données industrielles de votre environnement SCADA vers la plateforme cloud entreprise de Microsoft. En exploitant le module MQTT Transmission, Ignition publie les données de tags en temps réel directement vers Azure IoT Hub, où elles peuvent être traitées, stockées et visualisées grâce à l'écosystème Azure complet.

Cette intégration déverrouille des capacités puissantes, notamment Azure Stream Analytics pour le traitement des données en temps réel, Power BI pour des tableaux de bord interactifs, Azure Digital Twins pour la modélisation virtuelle des installations, et Azure SQL ou Blob Storage pour la rétention des données à long terme. Les organisations bénéficient d'une visibilité de niveau entreprise sur l'ensemble des opérations de fabrication avec une évolutivité et une sécurité intégrées.

Avantages clés

  • Transmettez les données industrielles en temps réel d'Ignition vers Azure IoT Hub via MQTT
  • Traitez des millions d'événements par seconde avec Azure Stream Analytics
  • Créez des tableaux de bord interactifs d'entreprise avec Power BI
  • Créez des jumeaux numériques de vos installations de fabrication
  • Évoluez de manière transparente d'une seule usine à une opération mondiale
  • Exploitez la sécurité de niveau entreprise et les certifications de conformité d'Azure

Architecture Ignition Azure IoT Hub

Ignition publie les données industrielles via MQTT Transmission vers Azure IoT Hub. De là, Azure Stream Analytics traite les données en temps réel, les acheminant vers Power BI pour les tableaux de bord, Azure SQL pour le stockage structuré, et Blob Storage pour l'archivage des données brutes.


┌─────────────┐     ┌──────────────────┐     ┌─────────────────┐
│  Ignition   │────>│ MQTT Transmission│────>│  Azure IoT Hub  │
│   Gateway   │     │    Module        │     │                 │
└─────────────┘     └──────────────────┘     └────────┬────────┘
                                                      │
                                                      v
                                             ┌─────────────────┐
                                             │ Stream Analytics │
                                             │  (Real-time)    │
                                             └────────┬────────┘
                                                      │
                              ┌────────────────────────┼────────────────────────┐
                              v                        v                        v
                     ┌─────────────┐          ┌──────────────┐         ┌──────────────┐
                     │  Power BI   │          │  Azure SQL   │         │ Blob Storage │
                     │ Dashboards  │          │  Database    │         │  (Archive)   │
                     └─────────────┘          └──────────────┘         └──────────────┘

Étapes de configuration

1

Créer Azure IoT Hub et enregistrer l'appareil

Configurez une instance Azure IoT Hub dans le portail Azure et enregistrez votre passerelle Ignition en tant qu'appareil IoT. Cela fournit la chaîne de connexion et le jeton SAS nécessaires pour une communication MQTT sécurisée entre Ignition et Azure.

# Azure CLI: Create IoT Hub and register device
az iot hub create \
  --name ignition-iothub \
  --resource-group ignition-rg \
  --sku S1 \
  --partition-count 4

# Register Ignition gateway as IoT device
az iot hub device-identity create \
  --hub-name ignition-iothub \
  --device-id ignition-gateway-01 \
  --auth-method shared_private_key

# Retrieve the device connection string
az iot hub device-identity connection-string show \
  --hub-name ignition-iothub \
  --device-id ignition-gateway-01 \
  --output tsv
2

Configurer MQTT Transmission avec le jeton SAS

Installez le module MQTT Transmission dans Ignition et configurez la connexion vers Azure IoT Hub. Azure IoT Hub utilise MQTT avec une authentification par jeton SAS sur TLS 1.2, nécessitant un formatage spécifique du nom d'utilisateur et du mot de passe.

# MQTT Transmission Settings in Ignition Gateway
# Server URL:
#   ssl://ignition-iothub.azure-devices.net:8883
#
# Username:
#   ignition-iothub.azure-devices.net/ignition-gateway-01/?api-version=2021-04-12
#
# Password:
#   SharedAccessSignature sr=ignition-iothub.azure-devices.net
#     %2Fdevices%2Fignition-gateway-01&sig=<GENERATED_SAS>&se=<EXPIRY>

# Generate SAS Token via Azure CLI
az iot hub generate-sas-token \
  --hub-name ignition-iothub \
  --device-id ignition-gateway-01 \
  --duration 86400

# MQTT Transmission Tag Tree configuration:
# Topic: devices/ignition-gateway-01/messages/events/
# QoS: 1 (At least once)
# Publish rate: 1000ms
3

Configurer le routage des messages dans Azure

Configurez le routage des messages Azure IoT Hub pour diriger les données entrantes d'Ignition vers Stream Analytics pour un traitement en temps réel. Les requêtes Stream Analytics transforment et agrègent les charges utiles MQTT brutes, puis émettent vers plusieurs services en aval simultanément.

-- Azure Stream Analytics Query
-- Process incoming Ignition tag data from IoT Hub

-- Real-time aggregation to Power BI
SELECT
    IoTHub.ConnectionDeviceId AS DeviceId,
    System.Timestamp() AS EventTime,
    AVG(CAST(temperature AS float)) AS AvgTemperature,
    MAX(CAST(pressure AS float)) AS MaxPressure,
    COUNT(*) AS EventCount
INTO [powerbi-output]
FROM [iothub-input]
TIMESTAMP BY EventEnqueuedUtcTime
GROUP BY
    IoTHub.ConnectionDeviceId,
    TumblingWindow(minute, 5)

-- Archive all raw data to Blob Storage
SELECT *
INTO [blob-archive-output]
FROM [iothub-input]

-- Alerts to Azure SQL for high-priority events
SELECT
    IoTHub.ConnectionDeviceId AS DeviceId,
    System.Timestamp() AS AlertTime,
    temperature, pressure, status
INTO [sql-alerts-output]
FROM [iothub-input]
WHERE CAST(temperature AS float) > 85.0
   OR CAST(pressure AS float) > 150.0
4

Connecter à Power BI pour les tableaux de bord

Créez des tableaux de bord Power BI interactifs qui affichent les données de fabrication en temps réel transmises depuis Ignition via Azure. Les jeux de données en streaming Power BI reçoivent les données agrégées de Stream Analytics, permettant des vignettes en direct et un rafraîchissement automatique pour la visibilité opérationnelle.

# Power BI REST API: Create streaming dataset
# POST https://api.powerbi.com/v1.0/myorg/datasets

{
  "name": "Ignition Real-Time Metrics",
  "defaultMode": "PushStreaming",
  "tables": [
    {
      "name": "ProductionMetrics",
      "columns": [
        { "name": "DeviceId", "dataType": "String" },
        { "name": "EventTime", "dataType": "DateTime" },
        { "name": "AvgTemperature", "dataType": "Double" },
        { "name": "MaxPressure", "dataType": "Double" },
        { "name": "EventCount", "dataType": "Int64" }
      ]
    }
  ]
}

# In Power BI Desktop:
# 1. Add "Azure Stream Analytics" as output in your SA job
# 2. Select your Power BI workspace and dataset
# 3. Create dashboard tiles using real-time dataset
# 4. Pin visuals for live monitoring

Fonctionnalités clés

Service de provisionnement d'appareils

Enregistrez et configurez automatiquement plusieurs passerelles Ignition à grande échelle grâce au service de provisionnement d'appareils Azure IoT Hub. L'inscription sans intervention simplifie le déploiement sur les sites de fabrication distribués.

Azure Digital Twins

Construisez des modèles complets de jumeaux numériques de vos installations de fabrication à partir des données en temps réel d'Ignition. Modélisez les relations entre les équipements, les processus et les environnements pour une simulation et une optimisation avancées.

Stream Analytics

Traitez des millions d'événements industriels par seconde avec Azure Stream Analytics. Appliquez des transformations en temps réel, des agrégations et de la détection d'anomalies aux données Ignition avant de les acheminer vers les services en aval.

Intégration Power BI

Fournissez des tableaux de bord interactifs d'entreprise avec les jeux de données en streaming Power BI. Combinez les données Ignition en temps réel avec les indicateurs métier pour des rapports opérationnels et exécutifs unifiés à travers l'organisation.

Cas d'utilisation

Fabrication

Plateforme d'analytique de fabrication

Un fabricant mondial transmet les données de production de plus de 50 passerelles Ignition vers Azure IoT Hub, les traite via Stream Analytics et fournit des KPI en temps réel aux responsables d'usine via des tableaux de bord Power BI, réduisant les temps d'arrêt de 30 %.

Eau et services publics

Implémentation de jumeaux numériques

Un service des eaux crée des jumeaux numériques de ses stations de traitement grâce à Azure Digital Twins alimenté par les données SCADA d'Ignition. Les opérateurs simulent les modifications de processus dans l'environnement virtuel avant de les appliquer aux équipements physiques, améliorant l'efficacité de 20 %.

Pharmaceutique

Tableaux de bord exécutifs d'entreprise

Une entreprise pharmaceutique agrège les données Ignition de plusieurs lignes de production dans Azure, les combinant avec les données ERP et qualité dans Power BI pour une visibilité au niveau exécutif. Les rapports de conformité sont automatisés, économisant plus de 200 heures par trimestre.

Technologies

Azure IoT Hub

Service cloud géré pour une communication bidirectionnelle sécurisée entre les appareils IoT et Azure. Prend en charge les protocoles MQTT, AMQP et HTTPS avec une gestion et un provisionnement des appareils intégrés.

MQTT Transmission

Module Cirrus Link pour Ignition qui publie les données de tags via le protocole MQTT. Permet une transmission de données efficace et légère depuis les environnements industriels vers les plateformes cloud.

Azure Stream Analytics

Service d'analytique en temps réel qui traite des millions d'événements par seconde depuis IoT Hub. Prend en charge les requêtes de type SQL pour filtrer, agréger et transformer les données en streaming.

Power BI

Plateforme d'intelligence d'affaires Microsoft pour la visualisation interactive des données et les rapports. Les jeux de données en streaming permettent des tableaux de bord en temps réel connectés à Azure Stream Analytics.

Azure Digital Twins

Plateforme pour la création de modèles numériques complets d'environnements physiques. S'intègre à IoT Hub pour maintenir des répliques numériques en direct des installations et équipements de fabrication.

Questions fréquentes

Retrouvez les réponses aux questions courantes sur cette intégration.

Azure IoT Hub prend en charge MQTT v3.1.1 sur TLS 1.2 via le port 8883. Le module MQTT Transmission d'Ignition est entièrement compatible avec cette version du protocole. L'authentification utilise des jetons SAS transmis comme mot de passe MQTT, avec la chaîne de connexion de l'appareil définissant le format de nom d'utilisateur requis par Azure.
Le niveau S1 d'Azure IoT Hub prend en charge jusqu'à 400 000 messages par jour par unité, chaque message pouvant atteindre 256 Ko. Pour les déploiements Ignition à haut volume, vous pouvez regrouper plusieurs valeurs de tags dans un seul message MQTT ou évoluer vers les niveaux S2/S3. MQTT Transmission prend en charge des taux de publication configurables et le regroupement de tags pour optimiser le débit.
Oui, Azure IoT Hub prend en charge la messagerie cloud-vers-appareil, les méthodes directes et les propriétés souhaitées du jumeau d'appareil. En utilisant MQTT Engine côté Ignition, vous pouvez vous abonner aux sujets de commande et écrire des valeurs dans les tags Ignition, permettant des modifications de consignes à distance, des téléchargements de recettes ou des changements de mode opérationnel depuis Azure.
La latence de bout en bout d'Ignition à Power BI est généralement comprise entre 5 et 30 secondes, selon la configuration du fenêtrage de Stream Analytics et les paramètres de rafraîchissement Power BI. MQTT Transmission vers Azure IoT Hub ajoute moins d'une seconde de latence. Le traitement Stream Analytics ajoute 1 à 5 secondes, et les vignettes de jeux de données en streaming Power BI se mettent à jour dans les quelques secondes suivant la réception des données.

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