Przedsiębiorstwa produkcyjne zastępują zastrzeżone protokoły nowymi, zintegrowanymi protokołami komunikacyjnymi jak TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) oraz siecią Ethernet, by połączyć produkcję z business intelligence – analityką biznesową. Sieć na poziomie urządzeń do komunikacji maszyna-maszyna wykorzystuje sterowniki i popularne otwarte lub zastrzeżone protokoły.
Wdrożenie Ethernetu jako protokołu warstwy łączącej w zastosowaniach archiwizujących to rozwiązanie na lata, które może zwiększyć rentowność przez wydłużenie czasu życia urządzeń oraz optymalizację produkcji i przepływu danych. Ethernet/IP zapewnia nie tylko skalowalność, która jest potrzebna by ekonomicznie połączyć siecią cały zakład (halę produkcyjną i biura), ale także bezpieczny zdalny dostęp.
Architektura sieci oparta o Ethernet/IP, wykorzystująca osprzęt dedykowany dla przemysłu, umożliwia pełną integrację łączności i wyrafinowanej automatyki sterującej na poziomie maszyn, a przy tym zapewnia strumień danych płynących z hali produkcyjnej, który dostarcza informacji potrzebnych do prowadzenia biznesu. Ethernet/IP stał się powszechnym standardem w przemyśle. Ułatwiając szybki i dokładny przepływ danych, protokół ten dostarcza wspólnego kanału łączności w lokalnej sieci, dokładając do tego dostęp do Internetu oraz integrację danych produkcyjnych i procesowych przez sieć Ethernet lub inny kompatybilny protokół.
Wyzwania dla zakładów produkcyjnych
Infrastruktura sprzętowa sieci przemysłowej jest zasadniczo różna od tej stosowanej w innych środowiskach. Budowa takiej sieci wymaga integracji okablowania, łączności, sterowników, przełączników, innych komponentów oraz interfejsów oprogramowania dla zapewnienia odpowiedniego przepływu danych. Połączenia na poziomie hali produkcyjnej często rozciągają się na znaczne odległości, dlatego wymagają bardziej uregulowanej i szybszej transmisji w czasie rzeczywistym. Ethernet/IP góruje nad innymi typami sieci, gdy wymagana jest szybkość oraz długotrwała praca bez strat w wydajności.
Szybki rozwój technologii spowodował, że Ethernet stał się podstawową technologią łączności w przemyśle. Sieć integrująca cały zakład dostarcza zaawansowanych danych diagnostycznych oraz narzędzi kontroli jakości, a to prowadzi do czegoś, co nazywamy business intelligence.
Ethernet/IP zapewnia łączność na poziomie maszyna-maszyna oraz maszyna-zakład praktycznie w czasie rzeczywistym. Sieć taka ma wystarczającą moc, by dostarczać obszernych, surowych danych do dalszej selekcji, segmentacji i analizy, oraz by nimi zarządzać w sposób spełniający wymogi magazynowania, redundancji i bezpieczeństwa.
Do zapewnienia, że aktualne oraz przyszłe wymogi zarządzania danymi będą spełnione minimalnym wysiłkiem i nakładem finansowym, konieczne jest dobre planowanie strategiczne. Czołowi producenci maszyn przemysłowych dostarczają otwarte, ekonomiczne sterowniki i urządzenia wejścia/wyjścia dla sieci Ethernet, co umożliwia lepszą współpracę sprzętu od różnych producentów. Szczegółowa ocena wyposażenia hali produkcyjnej, PLC i innych sterowników, a także wdrożonych protokołów i oprogramowania, jest niezbędna z punktu widzenia płynnego przejścia na nowy typ sieci.
Korzyści z ujednolicenia sieci w całym zakładzie są różne w zależności od celów przedsiębiorstwa oraz konfiguracji sieci. Inaczej niż w przypadku sieci działających w kontrolowanym środowisku biurowym sprzęt do użytku przemysłowego jest zaprojektowany do pracy w wymagającym otoczeniu, przy ekstremalnych temperaturach, wilgoci i wibracjach.
Zwiększona niezawodność oraz dłuższy czas życia rekompensują wyższy koszt inwestycji. Przemysłowe złącza RJ-45 czy nowe okrągłe złączki M12 są w powszechnym użyciu w sieciach Ethernet/IP, ProfiNet czy EtherCat pracujących w fabrykach.
Najwyższy czas, by wdrożyć Ethernet w całym zakładzie
Niektóre zakłady produkcyjne oraz przetwórcze są ostrożne, jeśli chodzi o przejście na ujednoliconą sieć obejmującą całe przedsiębiorstwo. Wiele z nich używa od lat takiej samej architektury sieci na poziomie maszyn i wstrzymuje się z modernizacją do momentu, aż stary sprzęt się zepsuje. Jednak konieczność wdrożenia bardziej zaawansowanej sieci przemysłowej staje się coraz bardziej oczywista, ponieważ producenci szukają możliwości zwiększenia wydajności produkcji oraz zysków.
Stały rozwój automatyki oraz systemów sterowania maszyn opartych o sieci przemysłowe udowadnia, że właściwa technologia wdrożona we właściwym czasie może zapewnić znaczące korzyści dla zakładów produkcyjnych i przetwórczych. Duże zakłady coraz częściej korzystają z platform Ethernet obejmujących całe przedsiębiorstwa.
Wydajność maszyn oraz wskaźniki produkcji są powszechnie uważane za istotne narzędzia biznesowe pomagające zmniejszyć wydatki oraz optymalizować zyski. Na poziomie hali produkcyjnej sieć Ethernet/IP zapewnia poprawę:
- Wydajności sprzętu
- Produktywności
- Wydajności energetycznej
- Kontroli jakości
- Prędkości transmisji danych pomiędzy platformami
- Elastyczności zmian w architekturze sieci.
Właściwa architektura może korzystać zarówno z łączności przewodowej jak
i bezprzewodowej, by zapewnić przedsiębiorstwu dostęp do lepszej analityki biznesowej, monitoringu i kontroli produkcji, zarządzania zasobami oraz by usprawnić jego działanie.
Autor: Goerge Kairys ma ponad 20 lat doświadczenia w automatyce przemysłowej – w sprzedaży, szkoleniu oraz zarządzaniu produkcją. Kairys jest absolwentem inżynierii mechanicznej Queen’s University.
