Print

OPC UA TSN – ověřeno v praxi

-- 14.03.17

Výrobci strojů a zařízení vidí velkou budoucnost v OPC UA TSN (Time Sensitive Network). Doposud byla tato očekávání založena na teoretických úvahách a technologiích ve stadiu vývoje. Specialista na automatizační techniku, společnost B&R, společně s partnerskými společnostmi však už mají v praxi ověřeno, že OPC UA TSN obstojí v průmyslové komunikaci na úrovni výrobních linek, ale také ve vyšších vrstvách až na úroveň ERP.

Během několika posledních měsíců provedla firma B&R ve spolupráci se specialisty na TSN sítě ze společnosti TTTech intenzivní zkušební testy. „Výsledky jsou působivé,“ myslí si Sebastian Sachse, technický manažer Open Automation v B&R. „V některých aspektech OPC UA TSN dokonce překonala naše očekávání.“

Časově kritické aplikace na úrovni výrobních linek, jako je například synchronizace dopravních pásů s různými zařízeními, vyžadují doby cyklu až 2 milisekundy. „Na našich testovacích zařízeních jsme se dostali na výrazně kratší časy,“ tvrdí Sachse. Časová nepřesnost sítě (jiter) přitom nebyla větší než 100 nanosekund, což je srovnatelné s dnes nejlepšími dostupnými průmyslovými sběrnicovými systémy.

Sítě bez hranic

„Vynikající je také stabilita, se kterou naše testovací zařízení už nyní běží,“ zdůrazňuje Sachse. „A přitom testujeme technologii tak novou, že její specifikace v rámci IEEE ještě nebyla ani dokončena.“ Testovací zařízení B&R bude brzy společně se zařízeními dalších výrobců sestaveno do TSN Testbedu v rámci konsorcia IIC. Zde se bude zkoumat interoperabilita komponentů od různých dodavatelů v síti OPC UA TSN. Na TSN Testbedu se vedle B&R podílejí také společnosti National Instruments, Cisco, Schneider, Bosch, GE, Intel a TTTech.

Nízké požadavky na zdroje

Stěžejními kritérii pro praktické nasazení OPC UA budou velikost softwarového kódu a jeho požadavky na hardwarové zdroje. „Pokud by OPC UA byl schopen běžet pouze na výkonném průmyslovém počítači nebo na nejvýkonnějším PLC, nebylo by možné jej nasazovat ve strojích a zařízeních,“ vysvětluje Sachse. Specialistům společnosti B&R se povedlo zabudovat OPC UA do sběrnicového řadiče systému X20, což ukazuje, že klient i server OPC UA může být nasazen i na úrovni vstupů a výstupů. „To dokazuje, že OPC UA je výborně škálovatelný pro použití na úrovni výrobních linek i mimo ni.“ 

Snížení síťového provozu

Realizací řadiče sběrnice X20 ověřila B&R také nový zásadní prvek specifikace OPC UA, a sice že díky mechanismu Publisher/Subscriber dosahuje OPC UA TSN potřebného výkonu. OPC UA zatím používá klient/server mechanismus, kdy klient požaduje informace a obdrží odpověď ze serveru. V takové síti však s rostoucím počtem účastníků neúměrně roste síťový provoz a tím i zatížení sítě.

Mechanismus Publisher/Subscriber umožňuje naproti tomu tzv. one-to-many a many-to-many komunikaci. Server odesílá svá data do sítě (Publish) a každý klient může tato data přijímat (Subscribe). To odstraňuje potřebu trvalého spojení mezi klientem a serverem, které je obzvláště náročné na zdroje.

B&R se aktivně účastní pracovní skupiny OPC Foundation, která tvoří specifikaci pro Publisher/Subscriber model v OPC UA. „Očekávám, že specifikace bude dokončena koncem roku 2016 a následně implementována mnoha výrobci,“ doufá Sachse.

OPC UA jako standard

Jaký posun OPC UA představuje, je patrné také z počtu standardizačních organizací, které na tento protokol nezávislý na dodavateli sázejí. Například EUROMAP, přední tvůrce standardů pro plastikářský průmysl, nedávno zvolil OPC UA za základ pro dvě nová EUROMAP rozhraní. A na dalších se pracuje.

Také organizace OMAC zastřešující balicí průmysl chce integrovat OPC UA do svého standardu PackML a již pracuje na konkrétní implementaci. „Je to opravdu s podivem, jak rychle tyto léta zavedené průmyslové standardy přecházejí na OPC UA,“ připouští Sachse. „Výkon, který prokázaly naše praktické testy s OPC UA TSN, potvrzuje, že se ubíráme správným směrem.“

IIC a jeho TSN Testbed

Industrial Internet Consortium (IIC) bylo založeno v roce 2014 společnostmi AT&T, Cisco, GE, IBM a Intel a klade si za cíl umožnit inteligentní síťové propojení strojů, zařízení a přístrojů. Jedním z hlavních cílů členů konsorcia je urychlit zavedení internetu věcí (IoT).

Aby bylo možné ověřit, které technologie jsou pro aplikace internetu věcí nejvhodnější, buduje IIC testbedy, ve kterých jsou tyto technologie ověřovány na testovacích zařízeních od různých dodavatelů. B&R je členem IIC od roku 2006 a podílí se na TSN Testbedu, kde je kombinace TSN a OPC UA poprvé testována v průmyslovém prostředí.

OPC UA TSN

Z technického hlediska by bylo jistě možné rozšířit OPC UA o reálný čas, ovšem s vynaložením značného úsilí. To je důvod, proč velká skupina výrobců automatizační techniky a robotů spojila své síly, aby šla jinou cestou: OPC UA musí stavět na Time Sensitive Networkingu (TSN). TSN představuje řadu podřízených norem, na nichž se v současnosti pracuje a které budou později zahrnuty do normy IEEE 802.1. Cílem je zajistit přenos dat v reálném čase přes Ethernet.

Významnou výhodou standardu TSN je, že na něm staví i automobilový průmysl. Díky tomu budou velmi rychle a poměrně levně k dispozici potřebné polovodičové součástky. Objem dat přenášených v automobilech v posledních několika letech exponenciálně vzrostl.

Šířka pásma současných komunikačních sběrnic už dávno nestačí. Proto také automobilový průmysl přijal normu 802.1 AVB (Audio Video přemostění), která umožňuje priorizované a synchronizované streamování audio- a videodat. To například umožňuje streamovat obraz ze zpětných kamer přes Ethernet.

S cílem rozšířit standard i do dalších průmyslových odvětví se pracovní skupina AVB přeměnila v iniciativu TSN. Cílem automobilového průmyslu je vyřizovat přes Ethernet také aplikace a úlohy, které souvisejí s funkční bezpečností. Aby to bylo možné, budou potřebovat cykly v reálném čase a deterministické síťové chování. To jsou stejné požadavky, které klade také automatizace výrobních linek.

OPC UA TSN se stane mostem spojujícím IT svět a svět průmyslové automatizace. OPC UA TSN je ideálním řešením pro všechny aplikace v průmyslové automatizaci. Přesnost synchronizace na sítí leží v oblasti pod jednou mikrosekundou a je tudíž vhodná pro synchronizaci linek, napojení SCADA systémů, jednodušší řídicí úlohy nebo řízení dopravníků a připojení vstupů a výstupů.

Průnik OPC UA na úroveň automatizace výrobních linek v nadcházejících letech dramaticky změní architekturu strojů a zařízení. Klasické průmyslové sběrnice na tovární úrovni zmizí.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

3. ročník konference SMART HOME
2017-09-19 - 2017-09-19
Místo: Grandior Hotel Prague, Na Poříčí 42, Praha, konferenční sál C + D
Moderní technologie pro potravinářský průmysl IV
2017-09-20 - 2017-09-20
Místo: Kongresové centrum Praha
Moderní technologie pro farmaceutický průmysl IV
2017-09-21 - 2017-09-21
Místo: Kongresové centrum Praha
MSV 2017 - Mezinárodní strojírenský veletrh
2017-10-09 - 2017-10-13
Místo: Výstaviště Brno
DeburringEXPO
2017-10-10 - 2017-10-12
Místo: Exhibition Centre Karlsruhe, Rheinstetten, Germany

Katalog

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

Mitsubishi Electric Europe B.V.
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Pekařská 621/7
155 00 Praha 5
tel. +420 251 551 470

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 737 489 292

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Ano, proto se je snažíme minimalizovat
Ne, jsou na odpovídající úrovni
Nejsou vysoké, ale rychle rostou

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2017 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI