EtherNet/IP: Standardní protokol pro komunikaci v průmyslových sítích
EtherNet/IP: Standardní protokol pro komunikaci v průmyslových sítích
EtherNet/IP je široce používaná fieldbus na bázi Ethernetu pro implementaci standardní ethernetové technologie v průmyslové automatizaci. Ale co přesně je EtherNet/IP? Jak to funguje? A jaké výhody nabízí EtherNet/IP?
EtherNet/IP vám nabízí následující výhody:
- Současné řízení, konfigurace a sběr dat v síti
- Kompatibilita s protokolem Ethernet
- Vysoká přenosová rychlost
Úvod do technologie
EtherNet/IP™ byl představen v roce 2001 a dnes je nejrozvinutějším, osvědčeným a kompletním řešením průmyslové sítě Ethernet pro automatizaci výroby a procesů. EtherNet/IP je členem rodiny sítí, které implementují Common Industrial Protocol (CIP™) ve svých horních vrstvách. CIP zahrnuje komplexní sadu zpráv a služeb pro různé výrobní a procesní automatizační aplikace, včetně řízení, bezpečnosti, zabezpečení, energie, synchronizace, pohybu, konfigurace a informací. Jako skutečně na médiích nezávislý protokol, který podporují stovky prodejců po celém světě, poskytuje CIP uživatelům jednotnou komunikační architekturu v celém výrobním podniku.
Průmyslové systémy stále více využívají ethernetové připojení, aby vyřešily klíčové výzvy výrobců Průmysl 4.0 a inteligentní tovární komunikační výzvy. Tyto výzvy zahrnují integraci dat, synchronizaci, okrajovou konektivitu a interoperabilitu systému. Továrny propojené s Ethernetem umožňují vyšší produktivitu výroby a flexibilnější a škálovatelnější výrobu tím, že umožňují konektivitu mezi sítěmi informačních technologií (IT) a operačních technologií (OT). To umožňuje sledovat a řídit všechny oblasti továrny v jediné, bezproblémové, zabezpečené a širokopásmové síti, která podporuje časově kritickou komunikaci. Škálované výpočty a robustní komunikační infrastruktura jsou mízou propojené továrny. Dnešní sítě se potýkají s narůstajícím zatížením provozu a problémy s interoperabilitou napříč nesčetnými protokoly, které vyžadují složité brány náročné na energii k překladu provozu v továrně. Průmyslový Ethernet řeší tyto problémy s interoperabilitou v jediné síti tím, že bezproblémově poskytuje kritický deterministický výkon až na hranici továrny.
Výhody EtherNet/IP:
- Standardizované a neustále se vyvíjející
- Jednoduchá integrace
- Vysoká rychlost
- Velká šířka pásma / velké datové pakety
- Vysoká schopnost adresování (více zařízení na větší vzdálenosti)
- Diagnostika
- Jednodušší připojení k podniku – lepší konvergence.
- Široká dostupnost / nižší cena
- Omezené školení (využít znalosti IT)
Proč máme tuto možnost s našimi senzory?
Za prvé, Ethernet/IP je široce podporovaný protokol, který lze použít se stovkami zařízení. Například s Ethernet/IP je možné vybudovat automatizační systém a snadno nechat jednotlivé komponenty vzájemně komunikovat. Vzhledem k tomu, že tento komunikační protokol je široce přijímán v celém odvětví, lze nejlepší komponentu vybrat z mnoha možností pro konkrétní úlohu, spíše než se omezovat na zařízení od určitých výrobců. Ethernet/IP navíc umožňuje maximální flexibilitu pro budoucí rozšiřování systému, včetně možnosti kdykoli přidat digitální I/O nebo vzdálené senzory.
Použití Ethernet/IP také pomáhá společnostem ušetřit čas a peníze při navrhování a vývoji systému. Ethernet/IP může provádět řízení a správu konfigurace a také vyměňovat data, přičemž některé protokoly umožňují pouze výměnu dat. Pro komunikaci jsou potřeba pouze ethernetové kabely. To přirozeně snižuje množství kabeláže potřebné pro systém, což snižuje náklady na kabeláž a šetří čas a peníze při navrhování kabeláže do systému a také práci potřebnou k vedení kabeláže.
Protokol Ethernet/IP také umožňuje výrobcům shromažďovat více informací ze svých zařízení. Ethernet/IP lze například použít ke komunikaci spotřeby energie nebo teploty motoru. Tato data lze použít pro lepší diagnostiku nebo prediktivní údržbu, což pomáhá vyvíjet inteligentnější stroje s delší dobou provozuschopnosti, což vede k dalším úsporám nákladů.
Ethernet/IP je nasazen v mnoha systémech, protože je z různých důvodů jedním z nejkomplexnějších a cenově nejefektivnějších průmyslových protokolů. Pro úsporu času a nákladů je důležité mít signály, které jsou co nejrychlejší a nejpřesnější.
Shrnutí:
- K datům lze přistupovat okamžitě, aby obchodní vedoucí mohli v reálném čase nahlížet do jejich automatizačního systému.
- Data z vašich přístrojů mohou být distribuována po celém výrobním podniku.
- Analyzujte výrobní procesy s cílem identifikovat potenciální a nadcházející problémy a zlepšit celkový výkon.
Snadná integrace a údržba
Flexibilní integrace a konfigurace
- Připojení ke všem systémům EtherNet/IP (PLC, PAC, DCS)
- Bohatý soubor popisu zařízení (EDS) pro komplexní přístup k parametrům zařízení
- Vstupní sestavy specifické pro aplikaci pro výběr správných informací, které potřebujete, bez zbytečného zvyšování zatížení sítě
- Implicitní a explicitní zasílání zpráv přináší přístup k diagnostice, ověřování a monitorováníoring stejně jako pokročilé funkce, jako je sčítání nebo měření koncentrace
- Integrace nových zařízení do řídicího systému zabere méně času, protože pro zapojení nejsou potřeba žádné speciální dovednosti, technik může použít jakýkoli průmyslový ethernetový kabel.
- Protože většina komerčních polních zařízení používá stejný protokol, je možná interoperabilita mezi značkami a zařízeními.
- Uživatelé z Rheonics senzory mohou monitorovat až 22 parametrů, jako je viskozita, hustota, teplota, koncentrace, kinematická viskozita a další, to vše v reálném čase s Ethernet/IP.
- Díky vnitřnímu inteligentnímu algoritmu může zákazník určit čistotu a stav senzoru během uvádění do provozu a tyto informace jsou vždy dostupné přes Ethernet/IP.
Zjednodušená údržba
- Vylepšené procesy údržby, např. přímým přístupem k diagnostice zařízení pomocí integrovaného webového serveru.
- Zkraťte dobu výměny zařízení pomocí automatické konfigurace zařízení (ADC).
- Pomocí Rheonics senzory mohou technici rychle odhalit příčinu jakékoli chyby v měření pomocí monitoring vnitřní integritu sondy.
- Monitorujte stav napájení v reálném čase a umožňuje řešení jakéhokoli problému s měřením.
Výhody tohoto protokolu
Pro inženýry
- Optimalizovaná efektivita inženýrství, například pomocí ovladačů zařízení (EDS) přímo na palubě a eliminace potřeby dalších bran.
- Snížení doby uvádění do provozu, například konfigurací všech zařízení přímo ze systému a použitím konfiguračních sestav umožňujících operace plug-and-play.
Pro obsluhu a personál údržby
- Lepší provozní výkon, např. poskytováním bohatších dat v reálném čase pro rozhodování
- Vylepšení procesů údržby, jako je přímý přístup k diagnostice přes integrovaný webový server a výměna zařízení typu plug-and-play
<strong>Highlights:</strong>
- Společná interoperabilita s řídicími systémy Rockwell/Allen-Bradley
- Pohotová dostupnost zařízení (I/O moduly, řadiče, pohony, brány atd.)
- Použití běžného ethernetového hardwaru, jako jsou směrovače, přepínače, kabeláž)
- Snadná integrace systému pomocí CIP (Common Industrial Protocol)
- EtherNet/IP™ je standard. Skupina spravující EIP, Open DeviceNet Vendors Association (ODVA), zajišťuje konzistentní, komplexní standard, který platí pro všechny EtherNet/IP™ prodejce a produkty.
- Okamžité rozpoznání zařízení jako síťového uzlu
- Soubor systémové integrace (EDS), který lze nahrát přímo ze zařízení
- Není potřeba žádné mapování dat, automatická populace
- Podpora prediktivní údržby prostřednictvím spolehlivých diagnostických dat
- Integrovaný webový server pro diagnostiku a vzdálený přístup
- Technologie FDT/DTM pro rozšířenou konfiguraci zařízení, informace o majetku a správu stavu majetku
EtherNet/IP poskytuje průmyslovým uživatelům jediné, škálovatelné síťové řešení pro vysoce výkonné aplikace v reálném čase.
Rheonics Odbornost
Několik typických aplikací a tam, kde jsme nasadili protokol EtherNet/IP, jsou:
- Snímač SRD s Ethernet/IP můžeme předávat měření hustoty do jiného měřiče, který vyžaduje periodické aktualizace hustoty, aby bylo možné určit další proměnné pomocí algoritmu.
- Viskozita směsi těsta, která se aplikuje na různé předkrmy.
- Výroba lepidel na překližky
- Změřte viskozitu v procesu pro inkoust na vodní bázi
- Dodávka topných plynů
- Zpracovatelské závody pro potravinářskou výrobu i v nápojovém průmyslu a mlékárnách
- Automatizace a řízení pro úpravu vody/odpadní vody
- Předkrm potravinářské výrobky
- Lepidla
- Inkoust na vodní bázi
Inline hustota monitoring je zásadní pro přepravu a přepravu LNG
Celosvětově se trh LNG v posledním desetiletí značně rozšířil a LNG má značné ekologické výhody…
Inline měření viskozity škrobového lepidla pro výrobu vlnité lepenky
Inline měření viskozity v reálném čase při výrobě lepenky je zásadní pro nepřetržitou kontrolu kvality, zamezení plýtvání a optimalizaci spotřeby energie. Škrob…
Optimalizace nenewtonských aplikací míchání s řízením viskozity
Klíčové výhody řízení viskozity v aplikacích míchání: Přesné a efektivní operace míchání – významné úspory nákladů na materiál a…
Optimalizace kapalných obalů, plnění s vloženým řízením viskozity
Výzva Výkyvy konzistence kapalných produktů v balení, plnění a výdeji znamenají, že společnosti riskují nedostatečné plnění (což může být…
Řízení reologického chování mléčných výrobků za účelem vytváření konzistentních produktů - sýr, smetana, zmrzlina, mléko, máslo, jogurt
Textura a konzistence produktu jsou pro zákazníka nanejvýš důležité - při výrobě je viskozita korelovaným parametrem, který zajišťuje ...
Hospodaření s odpadními vodami při výrobě nápojů a potravin s inline měřením viskozityoring
Potravinářský a nápojový průmysl je jedním z klíčových průmyslových segmentů a významně přispívá ke globálnímu hospodářskému a společenskému růstu…
Příprava těsta a kontrola procesu nanášení
Směsi těsta jsou široce používány jako povlak na smažené potraviny a v mnoha dalších výrobcích, včetně koláčů, vaflí, koblih,…
Optimalizace flexografických, hlubotiskových a vlnitých tiskových aplikací prostřednictvím inline měření viskozityoring a kontroly
Tiskařské lisy mají mnoho aplikací - noviny, časopisy, katalogy, obaly a etikety. Předpokládá se, že globální tiskový průmysl dosáhne…
Implementace (vysoká úroveň, zobrazení sítě)
Zdroj: EtherNet/IP Industrial Ethernet pro Internet věcí | https://indico.cern.ch/event/611566/attachments/1412034/2162094/PUB00295R3_EtherNet-IP_Seminar_EN_CERN.pdf
PLC a automatizační platformy, kde se používá EtherNet/IP s:
- Allen Bradley PLC-Studio 5000
- Omron PLC – NCStudio
- WAGO PLC – Codesys
O organizaci
ODVA, založená v roce 1995, je globální sdružení, jehož členy tvoří přední světové společnosti v oblasti automatizace. Posláním ODVA je podporovat otevřené, interoperabilní informační a komunikační technologie v průmyslové automatizaci. ODVA uznává svůj síťový protokol nezávislý na médiích, Common Industrial Protocol nebo „CIP“ – a síťové adaptace CIP – EtherNet/IP, DeviceNet, CompoNet a ControlNet – jako svou základní technologii a primární společný zájem svého členství. Pro budoucí interoperabilitu produkčních systémů a integraci produkčních systémů s jinými systémy přijímá ODVA přijetí komerčních běžně dostupných (COTS) a standardních, nemodifikovaných internetových a ethernetových technologií jako hlavní princip, kdykoli je to možné. Tento princip je příkladem EtherNet/IP – světová jednička v průmyslové síti Ethernet.
Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/EtherNet/IP
Stránka organizace: https://www.odva.org/
Reference
https://www.analog.com/en/technical-articles/robust-ethernet-physical-layer-solutions-for-time-critical-communications-in-harsh-industrial.html
https://www.analog.com/en/analog-dialogue/articles/looking-inside-real-time-ethernet.html
https://www.odva.org/technology-standards/key-technologies/ethernet-ip/
https://indico.cern.ch/event/611566/attachments/1412034/2162094/PUB00295R3_EtherNet-IP_Seminar_EN_CERN.pdf
https://en.wikipedia.org/wiki/EtherNet/IP
Rheonics hustoměry a měřiče viskozity jsou k dispozici jako sondy a průtokové systémy pro instalaci do nádrží, procesních linek a reaktorů. Všechno Rheonics produkty jsou navrženy tak, aby vydržely nejdrsnější procesní prostředí, vysokou teplotu, vysokou úroveň otřesů, vibrace, abraziva a chemikálie.