Návrh, plánování a realizace průmyslových komunikačních sítí vyžaduje dokonalou znalost nejen síťových, ale také automatizačních technologií. Vyplatí se tedy hledat partnera, který je schopen nejen dodat vhodné komponenty síťové infrastruktury, ale je schopen poskytovat i podporu a rady, které pomohou při optimalizaci. Takovým partnerem je například společnost Murrelektronik specializující se na vývoj, výrobu a distribuci automatizačních řešení.
S postupující digitalizací a automatizací se čím dál více propojují světy strojů a jejich operačních technologií (OT) se světem informačních a komunikačních technologií (ICT). Důvody jsou zřejmé. Kupříkladu moderní senzory monitorující kvalitu a výrobní procesy jsou schopné chrlit obrovská množství dat, která je třeba ukládat do velkokapacitních úložišť, případně do cloudů, jejich analýzou je pak možné získávat velmi cenné informace. Současné řídicí systémy zvládají díky přísunu těchto dat vyladit efektivitu výroby na úroveň, o které se nám ještě před pár lety ani nesnilo. K dosažení úspěšné digitalizace je však nutné mít k dispozici výkonné a spolehlivé síťové technologie. Komunikační síť musí být dostatečně rychlá a výkonná, aby zvládla dostatečně rychle a spolehlivě reagovat na potřeby strojů a zařízení, řídicích aplikací, a to i v kritických situacích. Tyto potřeby a nároky navíc neustále rostou, a proto je potřeba mít k dispozici sítě s dostatečnou rezervou, případně schopné rozšíření. Návrh, plánování a realizace průmyslových komunikačních sítí vyžaduje dokonalou znalost automatizačních technologií a musí zohledňovat hlavní požadavky pro zapojení dat do sítí, tedy spolehlivost, otevřenost a flexibilitu. Nezáleží přitom pouze na jednotlivých komponentách, tedy přepínačích, kabelech a dalších prvcích síťové infrastruktury, ale také na schopnosti dodavatele poskytovat podporu a rady, které pomohou při optimalizaci datových toků při současném omezování náročnosti jejich zapojení. Sdílení znalostí, představování možností (včetně jejich výhod a nevýhod) a vysvětlování důvodů pro použití určitých komponent umožní klientům nahlížet na průmyslové sítě jako na celek a zdůraznit přidanou hodnotu zvoleného řešení.
Flexibilita budované sítě Dnešní výrobní zařízení musejí být flexibilní a musejí umožňovat snadné provádění změn. Z tohoto důvodu je správný návrh topologie sítě klíčem k dosažení spolehlivosti funkcí strojů a systémů ve vztahu k datům a k zajištění toho, aby byl v souladu s aktuálními požadavky. Je také důležité kontrolovat tuto koncepci ohledně redundance. Ta totiž funguje jako „plán B“ v případě kritických přestávek v síti, a je proto klíčovým prvkem veškerých průmyslových sítí a aplikací. Chrání průmyslová zařízení a technologické procesy od neočekávaných odstávek, zajišťuje nepřerušené služby a umožňuje i provádění úprav bez rizika či potřeby přerušení celkové funkčnosti. Alternativní cesty pro data zkrátka chrání síť před úplným přerušením komunikace. Dnešní průmyslové sítě jsou složitější než kdykoli dříve. Automatizační procesy jsou rozsáhlejší a propracovanější a s tím jsou spojeny větší požadavky na datové sítě, které musí zpracovat odpovídající počet požadavků. Komplexní průmyslové sítě přinášejí obrovské zlepšení produktivity, bezpečnosti a účinnosti, ale zároveň s jejich složitostí rostou nároky na technický personál, který je spravuje. Aby mohli provozovatelé skutečně využívat plný potenciál automatizačních sítí, musí mít k dispozici nástroje, které drží krok se složitostí jejich sítě. A platí to i naopak: vedle požadavku na otevřenost a flexibilitu musejí být průmyslové sítě navrhovány tak, aby vyhovovaly daným aplikacím. Správně zvolený software pro správu sítě přispěje k zvýšení produktivity výrobního procesu propojeného sítí a předchází komplikacím spojeným s údržbou složité sítě. Cílem je najít řešení, které je přizpůsobeno potřebám průmyslových automatizačních sítí. Ty jsou pochopitelně v každém podniku odlišné a je třeba hledat řešení připravené na míru konkrétních potřeb. Klíčové rysy řešení pro správu průmyslově orientovaných sítí jsou tyto: Automatická detekce spravovaných zařízení: Personál údržby nemá čas manipulovat s IP adresami a konfigurovat síť pokaždé, když dojde k jejím změnám nebo rozšíření. Mechanismus pro automatické vyhledávání zjednodušuje proces konfigurace pomocí automatické detekce a identifikace síťových uzlů. Vzdálená konfigurace a aktualizace firmwaru: Pokud jsou všechny síťové uzly připojeny do řídicího střediska, není důvod vysílat technika pokaždé, když zařízení potřebuje nějakou menší konfiguraci či upgrade firmwaru. Nástroje pro síťovou správu zefektivňují běžné úkoly, jako je právě vzdálená konfigurace nebo aktualizace firmwaru. Historické záznamy o provozu a událostech: Přesné záznamy o síťovém provozu umožňují zjistit příčiny přerušení funkce sítě a proaktivně sledovat a řešit potíže v problematických segmentech, čímž se předchází problémům ještě před jejich vznikem. Grafická vizualizace sítě: Software by měl umět graficky vizualizovat síť způsobem, který odpovídá jejímu skutečnému fyzickému stavu. Rozhraní pro síťovou správu tvořené jen seznamy a textovými tabulkami není pro automatizační techniky vhodné. Grafické zobrazení síťové architektury naproti tomu zprostředkovává všechny informace snadno a srozumitelně. Flexibilita síťové komunikační strategie: Řešení síťové správy musí být dostatečně flexibilní z pohledu síťových komunikačních strategií. Některé sítě využívají „push“ SNMP komunikaci s cílem dosáhnout rychlejší real- -time odezvy. SNMP komunikace je ale časově náročná na konfiguraci. Naproti tomu komunikace založené na periodickém dotazování jsou méně náročné na konfiguraci klientských zařízení, ale doba odezvy je omezena dotazovací periodou. Pole požadavků konkrétní aplikace je potřeba správně zvolit jednu z uvedených strategií. Podpora propracované vícevrstvé topologie: Průmyslové automatizační sítě bývají vícevrstvé a topologicky složitější. Typická síť je složena z páteřního základu, přepínačů v podsítích a koncových zařízení. Fyzická a logická topologie sítě by měla být softwarem pro správu jasně definována.
Přepínače — základní prvky sítě Přepínač je zařízení, které umožňuje připojení více zařízení k síti. Jedná se o účinné a inteligentní zařízení, které přijímá informace z připojených zařízení, přenáší je do určených cílových zařízení a spravuje přenos dat v síti. Existují dva typy přepínačů: spravovaný (nebo také řízený) a nespravovaný přepínač. Spravovaný přepínač (managed switch) umožňuje připojeným síťovým zařízením vzájemně komunikovat a také dává správci sítě větší kontrolu nad řízením a upřednostněním provozu. Spravuje data, která procházejí přes síť, stejně jako bezpečnostní přístup k datům pomocí protokolů umožňujícím síťovým zařízením vyměňovat si informace a monitorovat tuto činnost za účelem zjištění problémů s výkonem sítě, problémových míst atd. Spravovaný přepínač umožňuje dynamické zobrazení aktuálního stavu výkonu sítě prostřednictvím grafického rozhraní, které je snadněji pochopitelné a slouží k monitorování a konfiguraci. Neřízený přepínač (unmanaged switch) rovněž umožňuje vzájemnou komunikaci zařízení připojených k síti. Jedná se však o přepínač typu plug-and- -play, který nevyžaduje ani neumožňuje uživateli použít jakýkoli zásah, nastavení nebo konfiguraci. Spínače tohoto typu se vyrábějí se standardní konfigurací, kterou nelze změnit. V závislosti na značce a modelu přepínače může být někdy poskytováno grafické rozhraní, které jednoduše monitoruje síť, ale bez jakýchkoli interakcí uživatele. V průmyslovém prostředí se v malých sítích často používají právě nespravované přepínače, protože ty spravované bývají pochopitelně dražší. Mají však lepší technické specifikace, a hlavně pokročilé funkce umožňující správu a konfiguraci důležité pro již opakovaně zmiňovanou flexibilitu. Problematika přepínačů je samozřejmě mnohem složitější, protože i mezi jednotlivými typy přepínačů, ať už řízenými, či neřízenými, jsou značné rozdíly. Do „hry“ o správnou volbu a konfiguraci sítě vstupují ještě např. technologie PoE (power over ethernet) umožňující přivést do zařízení napájení přímo po síťovém kabelu, a tedy bez nutnosti využití samostatného kabelu napájecího. Důležitá je také volba vhodného komunikačního protokolu. Zkrátka vyplatí se mít v tomto ohledu spolehlivého partnera, který uvedené prvky nejen dodá, ale i pomůže s vhodným výběrem a nastavením. Příklady situací, kde mohou volby správných přepínačů zvýšit výkon průmyslové sítě, najdete na stránkách Murrelektronik (www.murrelektronik.cz/cz/ novinky/sitove-technologie/). /Jan Syrový a Michael Málek/
