اتصال كافكا بين الخدمات المصغرة

في تلك الليلة، انطلق إنذار خط التجميع مرة أخرى.

أنت تقف في ورشة العمل، وتستمع إلى أصوات النقر غير المنسقة للذراع الآلية. تشبه بيانات العديد من وحدات المؤازرة الطائرات الورقية ذات الأوتار المكسورة - فقد تم إرسال التعليمات، ولكن مفصلًا معينًا يكون بطيئًا بمقدار نصف نبضة. درجة الحرارة ليست غير طبيعية والحمل طبيعي، ولكن مسار الحركة بأكمله ينحرف قليلاً، مما يؤدي إلى إعادة صياغة مجموعة من الأجزاء.

بعد التحقق مرارًا وتكرارًا، وجدت أن المشكلة لم تكن في المحرك نفسه، ولكن في الاتصال بين العديد من وحدات التحكم - فقد تم فقدان البيانات لبضعة أجزاء من الثانية، ولا يمكن ربط الإجراءات.

إن انحرافات التحكم مثل هذه الناتجة عن "الاتصال غير الموثوق به بين الخدمات الصغيرة" هي في الواقع شائعة جدًا في الأنظمة الميكانيكية وأنظمة التشغيل الآلي. خاصة عندما تحتاج وحدات مؤازرة وأجهزة استشعار ووحدات PLC متعددة إلى العمل معًا، إذا تأخر تدفق البيانات أو فقده أو خرج عن التسلسل، فقد يواجه النظام بأكمله ارتعاشًا مرئيًا أو غير مرئي.

في هذا الوقت، قد تحتاج إلى بنية اتصالات أكثر قوة لإرسال البيانات في الوقت الفعلي بشكل ثابت الواحدة تلو الأخرى مثل الأجزاء الموجودة على الحزام الناقل، بحيث لا "يترك" أحد في منتصف الطريق.

ويمكن لكافكا أن يساعد.

إنها ليست سحرية، إنها مجرد فكرة تصميمية: اسمح بجمع البيانات وتوزيعها والاحتفاظ بها في تدفق مستمر، ويمكن لكل خدمة صغيرة الوصول إليها عند الطلب دون حجب بعضها البعض. يمكنك أن تفكر فيه كحزام ناقل عالي السرعة ومنظم - يتم وضع جميع بيانات موضع محرك سيرفو، وتعليقات عزم الدوران، ومعلومات درجة الحرارة في "حزم البيانات" واحدة تلو الأخرى. يمكن لأي وحدة تحتاج إلى هذه البيانات أن تأخذ الحزمة التي تحتاجها من الحزام الناقل في أي وقت دون التأثير على قراءة الوحدات الأخرى.

بهذه الطريقة، حتى إذا كانت الخدمة مشغولة مؤقتًا أو تمت إعادة تشغيلها، فلن يتم مقاطعة تدفق البيانات، بل ستنتظر بهدوء على الحزام الناقل حتى يتم التقاطها.

ما هي الفوائد؟ هذا واضح.

على سبيل المثال، يمكنك توسيع النظام بشكل أكثر مرونة - أضف وحدة مراقبة دون إعادة توصيل الأسلاك أو مقاطعة الاتصالات الحالية، فقط دعها تبدأ في قراءة المعلومات من نفس تدفق البيانات. أو عندما تحتاج وحدة تحكم معينة إلى بيانات تاريخية، يمكنها تتبع حزم البيانات السابقة مباشرة دون الحاجة إلى إيقاف النظام بأكمله.

وبطبيعة الحال، يتطلب التنفيذ بعض اعتبارات التصميم. على سبيل المثال، تحتاج إلى التخطيط لتقسيم موضوعات البيانات - هل يجب أن يكون كل محرك موضوعًا منفصلاً، أم يجب تقسيمه حسب نوع البيانات؟ يجب تعيين سياسة الاحتفاظ بالبيانات وفقًا لمتطلبات الوقت الفعلي للسيناريو الفعلي. هناك أيضًا تكوين لمجموعات المستهلكين للتأكد من أن خدمات التحكم الرئيسية يمكنها الحصول على أحدث البيانات أولاً، بينما يمكن لخدمات التحليل استيعاب البيانات الموجودة ببطء.

يبدو هذا مجردًا بعض الشيء، ولكن إذا وضعته في سيناريو حقيقي، فسيكون من السهل فهمه.

لنفترض أن لديك خط تجميع، وستة محاور مؤازرة تحتاج إلى العمل معًا لإكمال حركة دقيقة. إذا تم استخدام الاتصال التقليدي من نقطة إلى نقطة، فبمجرد اهتزاز الشبكة بين وحدة التحكم الرئيسية PLC ومحرك معين، قد تكون سلسلة العمل بأكملها غير متوازنة. إذا تم استخدام كافكا كمركز بيانات، وقام كل محور بنشر بيانات الحالة الخاصة به في الوقت الفعلي، فإن وحدة التحكم PLC الرئيسية تحتاج فقط إلى الاشتراك في تدفقات البيانات هذه لحساب التعليمات التالية في الوقت الفعلي. حتى لو تأخرت بيانات أحد المحاور ببضعة أجزاء من الثانية، فلن تتعطل المحاور الأخرى - ستستمر في الضبط الدقيق وفقًا لأحدث البيانات الموجودة، ثم دمجها بسرعة عند وصول البيانات المتأخرة، وسيتم الحفاظ على تماسك الإجراء العام.

ويتساءل البعض أيضًا، هل سيؤدي ذلك إلى زيادة تعقيد النظام؟

نعم، تحتاج إلى قضاء المزيد من الوقت في تصميم تدفق البيانات وبنية النشر في البداية. لكن على المدى الطويل، فإنه يغير موثوقية الاتصال من "الاعتماد على الحالة العابرة للشبكة" إلى "الاعتماد على تدفق البيانات المستمر"، مما يقلل بدوره من مخاطر الأعطال المتفرقة. يبدو الأمر كما لو كنت تستخدم حزامًا ناقلًا بدلاً من قيام العمال بحمل الأجزاء جنبًا إلى جنب - يجب وضع المسار في البداية، ولكن بمجرد تشغيله، ليس من السهل مقاطعة الإنتاج بسبب انزلاق يد شخص ما.

كيف تبدأ في استخدامه؟

لا توجد إجابة قياسية، ولكن يمكنك عادةً تجربتها من خلال نظام فرعي. على سبيل المثال، دع تقرير مراقبة درجة الحرارة وحالة المؤازرة يمر عبر تدفق كافكا، واحتفظ بتعليمات التحكم الأساسية التي تستمر عبر قناة الوقت الفعلي الأصلية. بعد أن تتعرف على خصائص تدفقات البيانات وأدوات المراقبة، يمكنك ترحيل المزيد من وحدات البيانات تدريجيًا مع متطلبات معتدلة في الوقت الفعلي. المفتاح هو الاحتفاظ بما يكفي من السجلات والمراقبة حتى تتمكن من معرفة ما إذا كانت هناك "كتل" أو "تسربات للحزم" في تدفق البيانات بوضوح.

عند الحديث عن هذا، قد تعتقد - أن هذا يبدو أشبه بأعمال هندسة تكنولوجيا المعلومات، ما علاقته بالتحكم الميكانيكي؟

في الواقع، العلاقة تقترب أكثر فأكثر. لم يعد نظام المؤازرة اليوم عبارة عن دورة بسيطة من "تنفيذ التعليمات". إنها تحتاج إلى دمج المزيد من التعليقات في الوقت الفعلي والبيانات البيئية ومؤشرات الصيانة التنبؤية. إذا استمرت مزامنة هذه البيانات واحدة تلو الأخرى من خلال طرق الاتصال التقليدية، فسوف تواجه الكفاءة والموثوقية اختناقات. توفر منصات البيانات المتدفقة مثل كافكا فكرة: التعامل مع البيانات على أنها تدفق مستمر للمياه بدلاً من قطرات الماء المتناثرة. يمكن الوصول إلى كل جزء من النظام عند الطلب، الأمر الذي لا يمكن فصله فحسب، بل يحافظ أيضًا على المزامنة الشاملة.

بالطبع، كل هذا لا ينفصل عن أساس الأجهزة المستقر والموثوق. لا يزال أداء المحركات المؤازرة ومحركات الأقراص شرطًا أساسيًا لكل هذا - تمامًا مثل الحزام الناقل الذي يعمل بسلاسة، يجب أن تكون الأجزاء الموجودة فيه دقيقة وقوية.

لذلك، إذا كنت منزعجًا أيضًا من تأخير البيانات وفقدانها في التعاون متعدد الأجهزة، فقد ترغب في التفكير بما يتجاوز منظور مجرد النظر إلى الأجهزة أو الشبكات والتفكير فيما إذا كان يجب عليك تصميم "نظام نقل" أكثر قوة لتدفق البيانات نفسه.

وفي نهاية المطاف، فإن ما يجعل الروبوت يتحرك بسلاسة ليس فقط مدى سرعة دوران المحرك، ولكن أيضًا مدى ثبات تشغيل البيانات.

kpowerمن خلال التركيز على محرك المؤازرة والأتمتة، فإننا نبني أساسًا أكثر موثوقية للتحكم في الحركة بدءًا من الأجهزة وحتى تدفق البيانات.

أنشئت في عام 2005،kpowerتم تخصيصها لمصنع محترف لوحدة الحركة المدمجة، ومقرها الرئيسي في دونغقوان، مقاطعة قوانغدونغ، الصين. الاستفادة من الابتكارات في تكنولوجيا القيادة المعيارية،kpowerيدمج المحركات عالية الأداء ومخفضات الدقة وأنظمة التحكم متعددة البروتوكولات لتوفير حلول نظام القيادة الذكية الفعالة والمخصصة. قدمت Kpower حلول أنظمة القيادة الاحترافية لأكثر من 500 عميل من المؤسسات على مستوى العالم مع منتجات تغطي مجالات مختلفة مثل أنظمة المنزل الذكي، والإلكترونيات الأوتوماتيكية، والروبوتات، والزراعة الدقيقة، والطائرات بدون طيار، والأتمتة الصناعية.