Print

Standardy pro polohování přispívají k rozvoji IIoT

-- 20.11.18

K nejdůležitějším standardům pro polohování v průmyslu patří otevřené síťové standardy umožňující interoperabilní komunikaci. 

V současném propojenějším světě zjišťují výrobci strojů a koneční uživatelé, že digitální stránka „inteligentních“ strojů je stále komplexnější a obtížněji zvladatelná. Průmyslové trendy se točí okolo témat, jako jsou modulární propojené stroje, průmyslový internet věcí (Industrial Internet of Things – IIoT), koncepce „zapoj a vyráběj“ (plug-and-produce), digitální dvojčata, digitální závod a další. Rozvoj polohovacích aplikací, stejně jako samotného průmyslu je velice rychlý.

Aby mohli výrobci OEM v rychle se rozvíjejícím světě výroby strojů uspět i v budoucnu a plnit rostoucí očekávání výrobců, musejí se vypořádat s výzvami standardizované komunikace a interoperability. Koneční uživatelé kupují stroje od různých výrobců, pracují s různými řídicími platformami a fieldbusy a musejí řešit související problémy s průmyslovými sítěmi. Protože stroje musejí být propojeny, aby vznikla výrobní linka, měly by být také připojeny ke cloudu.

Když firma koupí stroj od OEM výrobce A a další stroj od OEM výrobce B, očekává, že stroje spolu budou snadno komunikovat i bez nutnosti rozsáhlých technických opatření pro zprovoznění komunikace. Chytré průmyslové sítě konečným uživatelům a výrobcům strojů umožňují efektivní a rychlou implementaci a usnadňují provozní optimalizaci na bázi dat. 

Standardy a protokoly pro polohování

K realizaci nových přínosů IIoT nejvíce přispívají níže uvedené organizace. Za pozornost stojí poslední vývoj v oblasti otevřených aplikačních programovacích rozhraní (Application Programming Interface – API), včetně následujících standardů a protokolů, které zvyšují interoperabilitu. 

OPC UA a TSN

Každý výrobce stroje nebo výrobce OEM implementující řešení na bázi cloudu se nevyhnutelně setká s organizací OPC (Open Platform Communications) a její specifikací UA (Unified Architecture). Specifikace OPC UA byla vydána v roce 2008 jako škálovatelná technologie s otevřenou platformou umožňující lepší zabezpečení a modelování dat, neboť výrobní průmysl začal více zkoumat architektury orientované na služby.

Množství dat generovaných na úrovni strojů vzrostlo a také síťové architektury musely vyrůst a změnit se. Kapacita a výkon standardního Ethernetu a průmyslového Ethernetu nemusí postačovat. Specifikace časově senzitivních sítí (Time-Sensitive Networking – TSN) OPC UA, vydaná v roce 2018, nabízí komunikační infrastrukturu pro průmyslovou automatizaci na bázi otevřeného standardu nezávislou na dodavateli.

Mapování OPC UA na IEC TSN umožňuje komunikaci v „reálném čase“ (nebo téměř reálném čase) mezi různorodými stroji, řídicími prvky, cloudem a jinými řešeními informačních technologií. Tyto specifikace přinášejí něco, co se asi doposud nejvíce blíží holistické komunikační infrastruktuře – jde o pokrok, který ovlivní budoucí řešení a vývoj polohovacích strojů. 

MQTT

Zatímco TSN OPC UA je širokým protokolem pokrývajícím celé systémy, protokol MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) je odlehčeným protokolem umožňujícím vzájemnou komunikaci dvou aplikací. Protokol MQTT je často implementován v jednom produktu. MQTT například umožňuje senzoru nebo pohonu vytáhnout si z produktu informace a odeslat je do cloudu. MQTT se považuje za výchozí protokol zpráv IIoT, který byl v roce 2016 schválen a globálně akceptován jako standard ISO/IEC (20922). Jako takový se protokol MQTT často využívá jako prvek v rámci standardů větších systémů. 

OMAC PackML

OMAC (Organization for Machine Automation and Control) je skupinou sdružující konečné uživatele, výrobce OEM, výrobce strojů, systémové integrátory a poskytovatele technologií. K původním cílům organizace OMAC patřilo zkrácení dodacích dob, maximalizace dostupných zdrojů a zvýšení ziskovosti napříč průmyslem, a to při současném zachování prostoru jednotlivým organizacím udržet si konkurenční výhodu.

Jednou z hlavních iniciativ organizace OMAC je technický standard PackML (neboli ISA-TR88) zaměřený na průmyslovou automatizaci. Standard PackML, původně vydaný ve Spojených státech v roce 2002, usnadňuje integraci různorodých strojů a standardizuje komunikaci mezi hardwarem a softwarem tím, že konzistentně definuje režimy strojů, jejich stavy a konvenci pojmenování tagů.

V nejnovější verzi ISA-TR88.00.02 usnadňuje organizace OMAC práci se standardizovanými komunikačními protokoly nezbytnými pro realizaci IIoT, a to vývojem specifikace přidružené k OPC UA. 

Konec jednododavatelských ekosystémů?

Bude to znamenat konec řešení „vše od jednoho“, kdy zákazníci nakupují v rámci jednododavatelského systému?

I když mohou větší společnosti zavést své vlastní protokoly, není to pro konečné zákazníky moc přínosné. Když výrobce stroje nebo výrobce OEM potřebuje něco mimo systém, pak bez otevřeného standardu nastává problém. Jen málo společností dokáže dodat úplně vše.

Pokud jde o polohovací systémy a služby v éře IIoT, přední výrobci strojů, výrobci OEM i koneční výrobci hledají hardware a software, který dokáže využívat a efektivně poskytovat komplexní data potřebná pro vzdálenou a prediktivní údržbu, monitorování odstávek a stavu, vizualizaci výkonu a správu digitálních výrobních prostředků.

Vzájemná spolupráce prostřednictvím otevřených průmyslových standardů a protokolů umožňuje plnou cloudovou konektivitu a realizaci kompletních komunikačních sítí, které otevírají potenciál technologií nové generace a zachovávají integritu speciálních komponent.

Očekává se, že v blízké budoucnosti budou muset výrobci OEM při vývoji strojů věnovat 50–60 % času softwarovým požadavkům. To bude velká změna, zejména pro menší, tradiční výrobce strojů. Využívání standardního softwaru a harmonizovaných otevřených protokolů jim může tento úkol usnadnit a pomoci dostat stroje na trh rychleji. 

Daniel Repp je manažer společnosti Lenze pro automatizaci. Upravil Mark T. Hoske, obsahový ředitel, Control Engineering, CFE Media, mhoske@cfemedia.com.

Škálovatelná automatizační platforma

Podle vyjádření společnosti Lenze umožňují standardy realizovat škálovatelnou automatizační platformu. V internetové verzi tohoto článku naleznete diagram architektury.

 

  • Cloud: Šifrovaná síť WAN se připojuje ke cloudovým službám, jako je vzdálený servis, monitorování dat, sledování odstávek a prediktivní údržba.
  • Procesní úroveň: Cloudové rozhraní komunikuje s nešifrovanou provozní sítí a rozhraními strojů prostřednictvím ethernetové komunikace ProfiNet a architektury OPC UA.
  • Úroveň řízení: Logika, polohovací řídicí prvky a I/O zařízení se propojují prostřednictvím Ethernetu, programovacího softwaru a standardů PackML a PLCopen.
  • Provozní úroveň: Protokol EtherCAT Ethernet propojuje polohovací řídicí prvky (pohony) s I/O a zařízeními třetích stran.
  • Úroveň akčních členů/senzorů: Elektromechanická zařízení, jako jsou motory, senzory a jiné akční členy, provádějí vlastní polohování a snímání pro různé stroje a procesy, jako jsou zařízení pro stavění klopových krabic, horizontální plnicí a uzavírací stroje a delta roboty.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Automatizace a modernizace pivovarů 2019
2019-01-24 - 2019-01-24
Místo: Hotel Luční bouda, Pec pod Sněžkou
DIAGO 2019
2019-01-29 - 2019-01-30
Místo: Orea Resort Devět Skal ***, Sněžné - Milovy
Roboty 2019
2019-01-30 - 2019-02-01
Místo: Brno, hotel Avanti
Úspory v průmyslu
2019-03-05 - 2019-03-05
Místo: Hotel STEP ****, Praha
AMPER 2019
2019-03-19 - 2019-03-22
Místo: Výstaviště Brno

Katalog

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

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

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

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

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Na internetu
V tištěných médiích
Na veletrzích a výstavách
Jinde

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2018 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