EtherNet/IP: Az ipari hálózatok szabványos kommunikációs protokollja
EtherNet/IP: Az ipari hálózatok szabványos kommunikációs protokollja
Az EtherNet/IP egy széles körben használt Ethernet-alapú terepi busz a szabványos Ethernet technológia ipari automatizálásban való megvalósításához. De mi is az az EtherNet/IP pontosan? Hogyan működik? És milyen előnyöket kínál az EtherNet/IP?
Az EtherNet/IP a következő előnyöket kínálja:
- Egyidejű vezérlés, konfigurálás és adatgyűjtés a hálózatban
- Kompatibilitás az Ethernet protokollal
- Magas átviteli sebesség
Bevezetés a technológiába
Az EtherNet/IP™ 2001-ben került bevezetésre, és ma a legfejlettebb, bevált és legteljesebb ipari Ethernet hálózati megoldás a gyártás és a folyamatautomatizálás területén. Az EtherNet/IP egy olyan hálózatcsalád tagja, amely a Common Industrial Protocolt (CIP™) valósítja meg felső rétegein. A CIP üzenetek és szolgáltatások átfogó csomagját öleli fel különféle gyártási és folyamatautomatizálási alkalmazásokhoz, beleértve a vezérlést, biztonságot, biztonságot, energiát, szinkronizálást, mozgást, konfigurációt és információkat. Valóban médiafüggetlen protokollként, amelyet világszerte több száz gyártó támogat, a CIP egységes kommunikációs architektúrát biztosít a felhasználók számára az egész gyártó vállalaton belül.
Az ipari rendszerek egyre inkább alkalmazzák az Ethernet-kapcsolatot, hogy megoldják a gyártók kulcsfontosságú Ipar 4.0 és intelligens gyári kommunikációs kihívásait. Ezek a kihívások közé tartozik az adatintegráció, a szinkronizálás, a peremcsatlakozás és a rendszer-együttműködés. Az Ethernet-csatlakozású gyárak nagyobb gyártási termelékenységet, valamint rugalmasabb és skálázhatóbb gyártást tesznek lehetővé az információtechnológiai (IT) és az üzemi technológiai (OT) hálózatok közötti összeköttetés révén. Ez lehetővé teszi a gyár minden területének megfigyelését és vezérlését egyetlen, zökkenőmentes, biztonságos és nagy sávszélességű hálózaton, amely támogatja az időkritikus kommunikációt. A skálázott számítástechnika és a robusztus kommunikációs infrastruktúra a csatlakoztatott gyár éltető eleme. Napjaink hálózatai a növekvő forgalmi terhelésekkel és az interoperabilitási kihívásokkal küzdenek számtalan protokollon keresztül, amelyek bonyolult, energiaigényes átjárókat igényelnek a forgalom lefordításához az egész gyárban. Az Ipari Ethernet egyetlen hálózaton oldja meg ezeket az együttműködési problémákat azáltal, hogy a kritikus determinisztikus teljesítményt zökkenőmentesen biztosítja a gyár szélén.
Az EtherNet/IP előnyei:
- Szabványosított és folyamatosan fejlődő
- Egyszerű integráció
- Nagy sebességű
- Nagy sávszélesség / nagy adatcsomagok
- Magas címzési képesség (több eszköz nagyobb távolságra)
- Diagnostics
- Egyszerűbb kapcsolat a vállalattal – jobb konvergencia.
- Széles körben elérhető / alacsonyabb áron
- Csökkentett képzés (informatikai ismeretek hasznosítása)
Miért van ez a lehetőség az érzékelőinknél?
Először is, az Ethernet/IP egy széles körben támogatott protokoll, amely több száz eszközzel használható. Például az Ethernet/IP-vel lehetséges egy automatizálási rendszer felépítése, és az egyes komponensek könnyen kommunikálhatnak egymással. Mivel ezt a kommunikációs protokollt széles körben alkalmazzák az egész iparágban, a legjobb összetevőt számos lehetőség közül lehet kiválasztani egy adott munkához, nem pedig bizonyos gyártók eszközeire korlátozva. Ezenkívül az Ethernet/IP maximális rugalmasságot tesz lehetővé a jövőbeni rendszerbővítéshez, beleértve a digitális I/O vagy távoli érzékelők bármikor történő hozzáadását.
Az Ethernet/IP használatával a vállalatok időt és pénzt takarítanak meg a rendszer tervezése és fejlesztése során. Az Ethernet/IP képes vezérlésre és konfigurációkezelésre, valamint adatcserére, ahol egyes protokollok csak adatcserét tesznek lehetővé. A kommunikációhoz csak Ethernet kábelek szükségesek. Ez eleve csökkenti a rendszerhez szükséges vezetékek mennyiségét, ami csökkenti a vezetékezési költségeket, valamint időt és pénzt takarít meg a rendszerbe történő bekötések tervezése során, valamint a vezetékek működtetéséhez szükséges munkaerőt.
Az Ethernet/IP protokoll azt is lehetővé teszi a gyártók számára, hogy több információt gyűjtsenek be eszközeikről. Például az Ethernet/IP használható a motor energiafogyasztásának vagy hőmérsékletének közlésére. Ezek az adatok jobb diagnosztikára vagy előrejelző karbantartásra használhatók, ami segít intelligensebb, több üzemidővel rendelkező gépek fejlesztésében, ami további költségmegtakarítást eredményez.
Az Ethernet/IP-t számos rendszerben alkalmazzák, mert ez az egyik legátfogóbb és legköltséghatékonyabb ipari protokoll, számos ok miatt. Az idő és a költségek megtakarítása érdekében fontos, hogy a jelek a lehető leggyorsabbak és legpontosabbak legyenek.
Összefoglaló:
- Az adatok azonnal elérhetők, így az üzleti vezetők valós idejű betekintést kaphatnak automatizálási rendszerükbe.
- A műszereiből származó adatok eloszthatók a termelő vállalaton belül.
- Elemezze a gyártási folyamatokat a lehetséges és közelgő problémák azonosítása és az általános teljesítmény javítása érdekében.
Könnyű integrálhatóság és karbantartás
Rugalmas integráció és konfiguráció
- Csatlakozás minden EtherNet/IP rendszerhez (PLC, PAC, DCS)
- Gazdag eszközleíró fájl (EDS) az eszközparaméterek átfogó eléréséhez
- Alkalmazásspecifikus bemeneti összeállítások a megfelelő információk kiválasztásához, amelyekre szükség van, anélkül, hogy szükségtelenül növelné a hálózat terhelését
- Az implicit és explicit üzenetküldés hozzáférést biztosít a diagnosztikához, ellenőrzéshez és felügyelethezoring valamint olyan fejlett funkciókat, mint az összegzés vagy a koncentrációmérés
- Kevesebb időt vesz igénybe az új eszközök integrálása a vezérlőrendszerbe, mivel a vezetékezéshez nincs szükség speciális ismeretekre, a technikus bármilyen ipari Ethernet kábelt használhat.
- Mivel a legtöbb kereskedelmi terepi eszköz ugyanazt a protokollt használja, lehetséges a márkák és eszközök közötti együttműködés.
- Felhasználók Rheonics Az érzékelők akár 22 paramétert is monitorozhatnak, például viszkozitást, sűrűséget, hőmérsékletet, koncentrációt, kinematikai viszkozitást és még sok mást, mindezt valós időben az Ethernet/IP segítségével.
- A belső intelligens algoritmusnak köszönhetően az ügyfél az üzembe helyezés során meghatározhatja az érzékelő tisztaságát és állapotát, és ez az információ Ethernet/IP-n keresztül mindig elérhető.
Egyszerűsített karbantartás
- Továbbfejlesztett karbantartási folyamatok, például az eszközdiagnosztika közvetlen elérése az integrált webszerver segítségével.
- Csökkentse az eszközcsere idejét az automatikus eszközkonfigurációval (ADC).
- Segítségével Rheonics érzékelők, a technikusok a monitor segítségével gyorsan felismerik a mérési hibák okátoring a szonda belső integritását.
- Valós időben nyomon követheti az áramellátás állapotát, és lehetővé teszi a mérésekkel kapcsolatos bármilyen probléma hibaelhárítását.
A protokoll előnyei
Mérnökök számára
- Optimalizált mérnöki hatékonyság, például az eszközillesztők (EDS) közvetlenül a fedélzeten történő használatával, és nincs szükség további átjárókra.
- Csökkentett üzembe helyezési idő például azáltal, hogy az összes eszközt közvetlenül a rendszerből konfigurálják, és konfigurációs összeállításokat használnak a plug-and-play műveletek engedélyezéséhez.
Kezelőknek és karbantartóknak
- Jobb működési teljesítmény, például gazdagabb valós idejű adatok biztosításával a döntéshozatalhoz
- A karbantartási folyamatok továbbfejlesztése, például a diagnosztikához való közvetlen hozzáférés az integrált webszerveren és a plug-and-play eszközcserén keresztül
Főbb jellemzők:
- Közös átjárhatóság a Rockwell/Allen-Bradley vezérlőrendszerekkel
- Készenléti eszközök (I/O modulok, vezérlők, meghajtók, átjárók stb.)
- Készen lévő Ethernet hardver, például útválasztók, kapcsolók, kábelezések használata)
- Könnyű rendszerintegráció a CIP (Common Industrial Protocol) használatával
- Az EtherNet/IP™ szabvány. Az EIP-t kezelő csoport, az Open DeviceNet Vendors Association (ODVA) egységes, átfogó szabványt biztosít, amely minden EtherNet/IP™ szállítóra és termékre vonatkozik.
- Azonnali eszközfelismerés hálózati csomópontként
- Rendszerintegrációs fájl (EDS) közvetlenül feltölthető az eszközről
- Nincs szükség adatleképezésre, automatikus populáció
- Prediktív karbantartási támogatás megbízható diagnosztikai adatokon keresztül
- Integrált webszerver diagnosztikához és távoli eléréshez
- FDT/DTM technológia kiterjesztett eszközkonfigurációhoz, eszközinformációkhoz és eszközállapot-kezeléshez
Az EtherNet/IP egyetlen, méretezhető hálózati megoldást biztosít az ipari felhasználóknak a nagy teljesítményű, valós idejű alkalmazásokhoz.
Rheonics Szakvélemény
Néhány tipikus alkalmazás, és ahol az EtherNet/IP protokollt telepítettük:
- SRD érzékelő Ethernet/IP-vel a sűrűségméréseket egy másik mérőbe is betáplálhatjuk, amely rendszeres sűrűségfrissítést igényel, hogy más változókat egy algoritmuson keresztül meghatározhasson.
- A különféle előételekhez használt tésztakeverék viszkozitása.
- Rétegelt lemez ragasztó gyártás
- A folyamat során mérje meg a viszkozitást vízbázisú tinta esetén
- Tüzelőgázok ellátása
- Feldolgozó üzemek élelmiszergyártáshoz, valamint az italiparhoz és a tejüzemekhez
- Automatizálás és vezérlés víz/szennyvízkezeléshez
- Előétel élelmiszeripari termékek
- Ragasztás
- Vízbázisú tinta
Inline density monitoring kulcsfontosságú az LNG-szállítás és -szállítás szempontjából
Globálisan az LNG piaca jelentős mértékben bővült az elmúlt évtizedben, és az LNG jelentős környezeti előnyökkel jár…
Inline viszkozitásmérés keményítő ragasztóhoz hullámkarton gyártásához
A valós idejű inline viszkozitásmérés a kartongyártásban elengedhetetlen a folyamatos minőségellenőrzés, a pazarlás elkerülése és az energiafogyasztás optimalizálása érdekében. Keményítő…
Nem newtoni keverési alkalmazások optimalizálása viszkozitásszabályozással
A viszkozitáskezelés fő előnyei a keverési alkalmazásokban: Pontos és hatékony keverési műveletek – jelentős anyagköltség-megtakarítás és…
A folyékony csomagolás optimalizálása, töltési műveletek inline viszkozitáskezeléssel
Kihívás A folyékony termékek konzisztenciájának ingadozása a csomagolás, a töltés és az adagolás során azt jelenti, hogy a vállalatok az alultöltés kockázatának vannak kitéve (ami…
A tejtermékek reológiai viselkedésének ellenőrzése konzisztens termékek - sajt, tejszín, fagylalt, tej, vaj, joghurt - létrehozása érdekében
A textúra és a termék konzisztenciája rendkívül fontos az ügyfelek számára - a gyártás során a viszkozitás a korrelált paraméter annak biztosítására,
Szennyvízkezelés az ital- és élelmiszer-feldolgozásban beépített viszkozitás-monitorraloring
Az élelmiszer- és italipar az egyik legfontosabb ipari szegmens, amely jelentős mértékben hozzájárul a globális gazdasági és társadalmi növekedéshez.
A tészta előkészítése és a bevonási folyamat ellenőrzése
A Batters keverékeket széles körben használják rántott ételek bevonataként és sok más termékben, beleértve süteményeket, gofrit, fánkokat,…
A flexográfiai, mélynyomó és hullámos nyomtatási alkalmazások optimalizálása a beépített viszkozitás-monitor segítségéveloring és ellenőrzés
A nyomdáknak számos alkalmazásuk van - újságok, magazinok, katalógusok, csomagolások és címkék. Az előrejelzések szerint a globális nyomdaipar elérheti…
Megvalósítás (magas szint, hálózati nézet)
Forrás: EtherNet/IP Industrial Ethernet for the Internet of Things | https://indico.cern.ch/event/611566/attachments/1412034/2162094/PUB00295R3_EtherNet-IP_Seminar_EN_CERN.pdf
PLC-k és automatizálási platformok, ahol az EtherNet/IP-t használják:
- Allen Bradley PLC-Studio 5000
- Omron PLC – NCStudio
- WAGO PLC – Codesys
A Szervezetről
Az 1995-ben alapított ODVA egy globális szövetség, amelynek tagjai a világ vezető automatizálási vállalatai. Az ODVA küldetése a nyitott, interoperábilis információs és kommunikációs technológiák fejlesztése az ipari automatizálás területén. Az ODVA alapvető technológiájának és tagságának elsődleges közös érdekének ismeri el médiafüggetlen hálózati protokollját, a Common Industrial Protocol-t vagy „CIP-et” – és a CIP hálózati adaptációit – EtherNet/IP, DeviceNet, CompoNet és ControlNet. A termelési rendszerek jövőbeni interoperabilitása és a termelési rendszerek más rendszerekkel való integrációja érdekében az ODVA a kereskedelmi forgalomban kapható (COTS) és a szabványos, nem módosított Internet és Ethernet technológiák alkalmazását veszi alapul, ahol csak lehetséges. Ezt az elvet példázza az EtherNet/IP – a világ első számú ipari Ethernet hálózata.
Linkek
Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/EtherNet/IP
Szervezet oldala: https://www.odva.org/
Referenciák
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 A sűrűségmérők és a viszkozitásmérők szondákként és átfolyórendszerként állnak rendelkezésre tartályokba, folyamatsorokba és reaktorokba történő beépítéshez. Minden Rheonics A termékeket úgy tervezték, hogy ellenálljanak a legzordabb folyamatkörnyezeteknek, a magas hőmérsékletnek, a nagyfokú ütéseknek, a vibrációnak, a csiszolóanyagoknak és a vegyszereknek.