Отворени комуникационни стандарти за IIoT и Industry 4.0

Автоматизация • 31.01.2017

Отворени комуникационни стандарти за IIoT и Industry 4.0
Отворени комуникационни стандарти за IIoT и Industry 4.0

Концепцията за Industrial Internet of things (IIoT) променя начина, по който индустриалните предприятия генерират и анализират данни. Информацията от производствените процеси и операции все по-масово се съхранява в големи обеми. В ерата на големите данни възможностите за свързаност са от критично значение при индустриалните решения за автоматизация.

С изместването на фокуса към Industry 4.0
безпроблемната комуникация между полевото оборудване и контролните системи на производствените платформи за индустриална автоматизация е с нарастваща важност. Устройствата, машините и съоръженията в съвременните високотехнологични фабрики стават все по-свързани и интелигентни, а комплексните приложения изискват все по-умни сензори и задвижващи механизми, както и усъвършенствани комуникационни технологии.

В индустриална среда при Ethernet комуникацията
предназначена основно за офис приложения, често се получават закъснения. Това я превръща в неподходящо решение за комплексните IIoT и Industry 4.0 платформи за автоматизация в интелигентните фабрики. Индустриалните комуникационни системи изискват по-висока скорост, точност и прецизност, които да обезпечат

успешната интеграция между системите
за управление на производството (Manufacturing Execution Systems, MES), системите за ресурсно планиране, Enterprise Resource Planning (ERP), облачните платформи и аналитичните инструменти и приложения. Отворените комуникационни стандарти са решението, което позволява на предприятията да имплементират технологии за свързаност с универсална оперативна съвместимост на всички производствени нива.

Изисквания на интегрираните IIoT и Industry 4.0 платформи
Производствените машини във високотехнологичните Industry 4.0 приложения изискват усъвършенствани системи за синхронизиран моушън контрол, високи скорости за трансфер на данни, прецизни системи за машинно зрение, различни мрежови топологии, възможности за slave-to-slave комуникация и много кратки времена на цикъл (до 200 микросекунди). Това налага имплементирането на

детерминистични комуникационни решения
за обмен на данни между контролерите и полевите устройства, базирани на Ethernet, но адаптирани към изискванията на съвременните IIoT приложения.
Протоколите за комуникация с отворен код, съвместими с Industry 4.0 и Industrial Internet of Things платформите позволяват оптимална достъпност на данните, високи скорости на трансфер, подобрена безопасност и възможност за имплементиране на различни мрежови топологии според приложението.

OPC Unified Architecture (OPC UA)
е M2M (machine-to-machine) отворен комуникационен протокол за индустриална автоматизация, базиран на Ethernet и приложим в IIoT и Industry 4.0 платформи. В OPC UA мрежите данните от полевото оборудване, събрани в реално време, могат да бъдат изпращани нагоре в мрежовата архитектура към разпределените контролни системи (Distributed Control System, DCS), SCADA, MES и ERP системите. Самата комуникация не е "в реално време", но осигурява достатъчна сигурност на трансфера. OPC UA стандартът обикновено се използва в по-горните мрежови слоеве и е независим от софтуера и хардуера, а архитектурата е базирана на модела "клиент-сървър".

Ethernet Powerlink
е отворен детерминистичен протокол за стандартна Ethernet комуникация между машини, системи и процесни съоръжения в реално време. Стандартът покрива изискванията за комуникация на ниво контролери и сензори. Powerlink отговаря на спецификациите на IEEE 802.3 за "master" и "slave" устройства. Този стандарт се използва в индустрията вече повече от десетилетие и обхваща над 1,2 млн. полеви устройства. Сред основните предимства на протокола е съвместимостта му със спецификациите за Industry 4.0 и за OPC UA, което позволява реализирането на комуникационни връзки с мрежовите MES и ERP слоеве.

openSAFETY
е отворен, Safety integrity level (SIL) 3 комуникационен стандарт за безопасност за Ethernet и fieldbus решения, сертифициран от TÜV. Той е и единственият независим от полевите шини протокол, който осигурява безопасни операции в съвременните автоматизирани индустриални производства както в хоризонтално направление на ниво сензори, така и във вертикално – към ERP и MES слоевете.
openSAFETY стандартът се използва за пренос на данни, критични за безопасната работа и експлоатация на машините и оборудването в производствени линии, процесни съоръжения и други подобни индустриални среди.

За разлика от традиционните решения за безопасност
които разчитат на специални комуникационни линии за осъществяване на връзка между машините и контролните системи посредством релета, openSAFETY не изисква допълнителни кабелни линии, заделени специално за трансфер на информация, свързана с безопасността. openSAFETY използва съществуващите Industrial Ethernet кабелни връзки между крайните устройства и системите за автоматизация, чието традиционно предназначение е регулярен мониторинг и контрол на оборудването.

ЕКСКЛУЗИВНО

Top