Yleistä

Ohjelmistokeskeisen automaation termillä ei ole tarkkaa määrittelyä. Yksinkertaisesti se voidaan määrittää vertaamalla sitä ns. laitekeskeiseen automaatioon, jossa esimerkiksi automaatiojärjestelmän jokin tietty osa toimii vain yhden valmistajan laitteilla. Ohjelmistokeskeisessä automaatiossa ohjelmisto on mahdollista siirtää eri valmistajan laitteeseen. Toisin sanoen ko. järjestelmän toiminnassa ohjelmisto on keskiössä, ei laite.

Suurin merkitys ohjelmistokeskeisellä automaatiolla ei kuitenkaan ole eri valmistajien laitealustojen yhteensopivuus, vaan toiminta IT-järjestelmien kanssa. Automaation (OT) ja tietotekniikan (IT) yhteistyö on tulevaisuudessa edellytys uusien ratkaisujen käyttöönotolle. Automaation kytkeytyminen osaksi laajoja IT-järjestelmiä on pääosin ohjelmistokeskeistä automaatiota.

Säätösalaojituksen OT-ohjelmistot

Tarkempaa tietoa säätösalaojituksen OT-ohjelmistoista otsikkoa klikkaamalla.

Säätösalaojituksen ohjaustekniikan automaatiossa ohjelmistokeskeisyys näkyy esimerkiksi kytkeytymisenä IT-järjestelmiin tapahtumapohjaisella tiedonsiirrolla ja automaatiojärjestelmien ohjelmistototeutuksina. MQTT-protokolla on ratkaisuja moniin säätösalaojan ohjauksen liittyviin automaatiohaasteisiin. Asiasta tarkemmin MQTT-Sparkplug -sivulla.

Peltoalueilla käytössä olevien tietoliikenneyhteyksien kapasiteetti edellyttää tapahtumapohjaisen automaation käyttöä. Määrävälein tapahtuva tietojen välittäminen on tietoliikenteen ja virransaannin kannalta ongelmallista. MQTT-protokollan tapahtumapohjaisuus (RBE – Report By Exception) mahdollistaa säätösalaojituksen ohjauksen pienellä tiedonsiirtokapasiteetilla.

MQTT-Sparkplug -protokolla voidaan kytkeä automaatiojärjestelmään esimerkiksi Node-RED ohjelmistolla, jolla voidaan toteuttaa myös reuna- tai sumulaskentaa, esimerkiksi tarkistamalla lähtevän automaatiodatan tiedot ennen MQTT-viestien julkaisua. Reunalaskennan lisäksi OT-ohjelmistot kykenevät usvalaskentaan, jossa IoT-laitteet suorittavat itse laskentaa. Usvalaskenta termiä käytetään tietoliikenteessä ja IOT-ympäristöissä kuvaamaan eri asioita. Säätösalaojituksessa termi sopii esimerkiksi pellolla tapahtuvaan laskentaan, jonka avulla voidaan tunnistetaan uhkia, jotka vaativat välittömiä säätötoimenpiteitä. Toiminta vastaa eräänlaista automaation watchdoc-ajastinta, joka häiriön havaittuaan tekee tarvittavat korjaavat toimenpiteet, esimerkiksi tietoliikennehäiriöiden yhteydessä.

Yllä oleva kuva on kandidaatintutkielmasta Sumulaskennan hyödyntäminen esineiden internetissä.

Säätösalaojituksen IT-ohjelmistot

Tarkempaa tietoa säätösalaojituksen IT-ohjelmistoista otsikkoa klikkaamalla.

Säätösalaojituksen ohjaustekniikassa käyttöliittymät ja tiedonkäsittely kokonaisuudessaan ovat IT-ohjelmistoja. Säätösalaojituksen toiminnasta kerätty tieto on aikasarjatietokannassa ja esitetään visualisointisovelluksella.

Keskeinen vaatimus säätösalaojituksen käyttöliittymissä on kohteena olevan pellon erityispiiteiden huomioiminen. Pellon ominaisuudet (kaltevuudet, maalajit ym.) vaikuttavat säätösalaojituksen toteutuksen lisäksi ohjauksen käyttöliittymään ja ohjelmistoon. Ohjelmisto tulee olla muokattavissa ko. pellon erityispiiteiden mukaiseksi, kahta samanlaista peltoa ei ole olemassa.

Aikasarjatietokantojen, analysointityökalujen sekä visualisoinnin osalta säätösalaojitukseen ei liity merkittäviä erityispiirrettä. Yleisesti käytössä olevat ohjelmistot ovat hyvin sovellettavissa säätösalaojitukseen.