Šířením Ethernetu v průmyslových výrobních a procesních aplikacích se vytváří možnost propojení strojů a dalších automatizačních prvků do širšího propojeného podniku. A to naopak usnadňuje sbírat a využívat velké objemy dat – informací, které tyto stroje generují.
Výrobci strojů se tradičně zaměřují na funkce svých strojů a jejich mechanické vlastnosti. Pro mnohé z nich je klíčovým atributem výrobní kapacita stroje a cenová konkurenceschopnost. Tento cíl však stále více nahrazují schopností stroje být flexibilní a vyrábět nepřeberné množství výrobků. Mnohé podniky také požadují, aby současný stroj vykazoval vysokou celkovou efektivitu zařízení a energetickou úspornost. Klíčové je, že tyto informace by měly být snadno dostupné pro koncové uživatele strojů. Ethernet/IP, kompaktní technologie Velká část duševního vlastnictví a způsobů diferenciace spočívá v mechanickém provedení. Často jde o modulární přístup, který může výrobcům pomoci těžit ze standardizace a minimalizovat nutnost změn pro konkrétního zákazníka. Koneckonců navrhovat, vyvíjet a dodávat stroj při co nejnižších nákladech patří mezi trvalé výzvy většiny podniků. Vývoj technologie Ethernet/IP v posledních letech nabídnul výrobcům strojů v této oblasti významné pokroky. Tak například mnoho strojů založených na tradičním modelu využívá k realizaci řídicích funkcí více různých komunikačních sítí. Jedná se o tradiční průmyslové sítě jako Sercos či Profibus, ale i některé z více variant průmyslového Ethernetu jako EtherCat nebo Powerlink. Důvodem pro užití více sítí je obvykle potřeba oddělit řízení polohování, vysokorychlostních V/V nebo bezpečnostních funkcí od dalších komunikačních potřeb strojů. Použití EtherNet/IP umožňuje výrobcům strojů minimalizovat čas potřebný na vývoj, a přitom maximalizovat výkon stroje. Různé druhy úkolů, jako je řízení polohování, ovládání V/V, HMI a bezpečnostní funkce vedle sebe koexistují na jednotné standardní síti Ethernet/IP. To vede ke zjednodušení pro výrobce strojů a sníženým nákladům na vývoj. Tento přístup podporuje i standardní napojení do zbytku komunikační sítě, což přináší sdílení a užití dat generovaných jednotlivými stroji v rámci celého podniku. Jejich podoba v reálném čase výrazně snižuje dobu neplánovaných odstávek. Konektivita k jakékoli síti Výrobní produktivitu podporuje též Anybus CompactCom, řada průmyslových síťových rozhraní, která se integrují do průmyslových zařízení. Jejich implementací výrobci automatizační techniky získávají okamžitou konektivitu do různých komunikačních sítí včetně sítě Powerlink, průmyslové komunikační sítě založené na Ethernetu z dílny rakouské společnosti B+R. Od letošního dubna její schopnosti posiluje konektivita nových zařízení řady Anybus CompactCom 40-series od švédské firmy HMS Industrial Networks, dodavatele vestavných zařízení pro komunikační sítě v automatizaci. Ten při jejich realizaci vycházel z již osvědčené řady 30-series. „Nová řada 40-series dovoluje výrobcům automatizační techniky získat připojení na Powerlink a současně i na 19 dalších komunikačních sítí,“ říká Leif Malmberg, Product Line Manager společnosti HMS. Zařízení CompactCom 40-series disponují velmi rychlou a spolehlivou komunikací mezi hostitelským zařízením a sítí Powerlink – latence provozních dat je do 15 μs, rychlost oboustranného přenášení pak až 1500 bajtů dat/sec. O základní funkcionalitu se stará vestavěný ethernetový rozbočovač (hub), implementovaný v síťovém procesoru Anybus NP40 a podporující funkce Multiplexing a PollResponseChaining. Doba odezvy (mezi Pollrequest a PollResponse) je 1 μs a rozptyl synchronizace (jitter) je také do 1 μs. Protože sítě Powerlink se často užívají v náročných průmyslových úlohách, jako je třeba synchronizace servopohonů, rychlost komunikace a spolehlivost tvoří klíčové parametry. Novinka také nabízí tři různá provedení, chip, brick a module, vybavená identickým softwarovým rozhraním pro hostitelská zařízení. Díky tomu má klient, který připravuje své automatizační prostředky pro užití se zařízeními CompactCom, zaručenou plnou flexibilitu. „Powerlink považujeme do budoucna za velmi perspektivní síť, zvláště mezi výrobci automatizačních prostředků a konstruktéry strojů, kteří potřebují velmi výkonnou komunikační techniku, kombinující spolehlivost a rychlost přenosu dat,“ uzavírá Malmberg. Harmonie mezi strojem a lidmi Ucelenou platformu řízení pro celý stroj nebo výrobní buňku s otevřenou komunikací a programovacími standardy přináší také Sysmac (System for Machine Automation Control: Systém řízení pro automatizaci strojů), nová verze pro automatizaci strojů společnosti Omron. Firma jí uvedla na veletrhu Amper 2014 v Brně. Bezprostřední výhodou nové architektury je podle výrobce bezproblémová integrace základních schopností v jedné řídicí platformě. Řízení stroje a řízení pohybu jsou nyní jedním prvkem; průmyslová zařízení, programovaná jediným softwarem, nyní řídí jedna komunikační síť. Potřebné propriety tvoří: • řídicí jednotka pro automatizaci strojů Sysmac NJ, integrující pohyb, sekvence, sítě a vizuální kontrolu • software Sysmac Studio, který zahrnuje konfiguraci, programování, simulaci a sledování • rychlá komunikační síť EtherCAT pro řízení pohybu, kamerových systémů, senzorů a akčních členů. Srdcem jednotky Sysmac NJ je procesor Intel, který se osvědčil v drsných průmyslových prostředích. Funguje bez ventilátoru a běží na systému RTOS (Real Time Operating System). Dá se rozšířit pomocí 16, 32 a 64osých procesorů. U aplikací do 32 os lze dosáhnout reakční doby méně než 1 ms. Hlavní zbraň softwaru Sysmac Studio představuje integrované vývojové prostředí, odpadá těžkopádné navrhování, vývoj a validace programů užitím samostatných softwarů. Graficky orientovaná konfigurace nabízí rychlé nastavení řídicí jednotky, chytrý editor s online laděním pak ulehčuje procesu programování. K dispozici je i pokročilé 3D simulační prostředí pro vývojové aktivity. Popsané prostředí běhá na jedné síti EtherCAT. Jde o 100Mb/s průmyslovou ethernetovou síť vyhovující rámci IEEE 802.3, která dokáže zvládnout až 192 podřízených jednotek. O jejich rychlou dostupnost se stará dynamické přiřazování adres. Tím, že síť využívá standardní stíněné ethernetové kabely a konektory, je instalace její síťové infrastruktury nákladově efektivní. Uvedené platformy a produkty vytvářejí obrovskou příležitost pro podnikání a zvláště pro průmyslovou automatizaci. Přizpůsobení se této změně ve výrobním prostředí a přijetí nejlepších technologií k rozvíjení těchto příležitostí je pro výrobce strojů velmi důležité z hlediska vytvoření a udržení konkurenční výhody. Ethernet jako takový je nade všechnu pochybnost pro výrobce strojů vedoucí technologií pro přiblížení se této nové realitě.
Bohumír Kotora