← Terug naar de categorie Process Control & Automation

Hoe ervoor te zorgen Seamless Factory Automation Communications

Naarmate de belangstelling groeit voor de concepten van Industry 4.0, is het duidelijk geworden dat het communicatienetwerk van de fabriek de belangrijkste factor zal zijn. Industrie 4.0 vertrouwt op de integratie en optimalisatie van communicatie tussen veldapparatuur, productiecontrolesystemen, IT-systemen op bedrijfsniveau en nog veel meer. De belangrijkste uitdaging is om te zorgen voor naadloze communicatie tussen deze ongelijksoortige werelden.

John Browett, General Manager van CLPA Europe, onderzoekt hoe de Gigabit Ethernet CC-Link IE Open Network-technologie deze problemen oplost.

Across the spread of industries, competition is becoming ever more intense, and increasingly global. At the same time, the different needs of regional markets, and the increasing need for higher levels of customisation to meet modern user expectations, means companies must be able to produce smaller batch sizes cost-effectively. Where once mass production was a given, today ‘mass customisation’ is becoming the new norm.

This shift in the nature of production places a new onus on the communications infrastructure within manufacturing businesses and has seen key trends developing in recent years. In a traditional structure, businesses didn’t have to worry about taking a global approach to manufacturing. A single facility would have had its own plant floor control network, an enterprise level production control network and a layer of management at the top of the pyramid. As the company opened more sites within a region, perhaps the management functions would have become centralised at headquarters.

Er waren al uitdagingen binnen het bedrijf met betrekking tot communicatie, maar globalisering heeft het probleem verergerd, met fabrieken die zich niet alleen in een enkele regio bevinden maar potentieel over de hele wereld zijn verspreid. De aangepaste IT-systemen die zijn geschreven om deze nieuwe structuren te ondersteunen, zijn duur in ontwikkeling en kostbaar om te ondersteunen, en al te vaak achterhaald zelfs voordat de implementatie is voltooid.

Het is dan ook gemakkelijk om de aantrekkingskracht te zien van de cloudgebaseerde services die de afgelopen jaren zijn ontstaan, waardoor bedrijfsoperaties kunnen worden gekoppeld aan services die de efficiëntie en wendbaarheid van het management verbeteren. Normen zoals OPC UA hebben het eenvoudig gemaakt om beheersystemen via de cloud te koppelen aan de productiecontrolesystemen van fabrieken overal ter wereld, waarbij de eenvoud van verticale integratie met inherente systeembeveiliging wordt gecombineerd.

Plantvloernetwerken moeten ook worden aangepakt om de integratie met deze nieuwe verticale structuren te vergemakkelijken. Ze moeten rekening houden met verschillende factoren, zoals real-time gebruik, consistente productiviteit, gegarandeerde machineveiligheid en verbeterde niveaus van cyberbeveiliging. Dit zijn uitdagingen die moeilijker worden gemaakt door de verschillende communicatielagen tussen eenvoudige sensoren en actuatoren aan het ene uiteinde van het spectrum en de geavanceerde machinebesturing en peer-to-peer-besturingsnetwerken aan de andere kant, met naadloze connectiviteit die nodig is om deze verschillende lagen van netwerken.

Verder moeten de verhoogde gegevens die door de fabrieksvloer worden gegenereerd ook toegankelijk zijn binnen bedrijfsstelsels van een hoger niveau, waarbij een nieuwe nadruk wordt gelegd op naadloze verticale netwerkintegratie. Alleen door deze gegevens om te zetten in zinvolle informatie op bedrijfsniveau kunnen relevante productie- en zakelijke beslissingen worden genomen. Steeds vaker moeten deze zakelijke beslissingen ook rekening houden met de bredere toeleveringsketen, waarbij de productiecapaciteit effectief wordt gekoppeld aan de beschikbaarheid van grondstoffen enerzijds en de eisen van de klant anderzijds.

Aan de belangrijkste zakelijke eisen voldoen

Effectieve oplossingsstrategieën voor al deze zakelijke en technologische uitdagingen, met het oog op de vereisten van Industry 4.0, kunnen alleen komen van netwerkarchitecturen die naadloos op alle verschillende bedrijfsniveaus kunnen worden geïntegreerd. Veel netwerkprotocollen hebben sterke punten op een of misschien twee van deze verschillende niveaus, maar gebruikers moeten dan vertrouwen op gateways en protocolconversieprogramma's om gegevens hoger of lager te verplaatsen. Dit introduceert kosten en complexiteit en is zeker niet bevorderlijk voor effectieve Industry 4.0-bewerkingen.

Een verbeterde oplossing is een enkel protocol dat alle niveaus van de onderneming omvat. Het CC-Link IE open gigabit industriële Ethernet is precies zo'n oplossing, omvattend veldnetwerken, besturingsnetwerken en hogere connectiviteit. Producten en systemen met CC-Link IE kunnen naadloos gegevens verplaatsen van sensoren aan de rand van het netwerk, via controllers op de fabrieksvloer en naar productieprocessen van hoger niveau en meer.

Op de fabrieksvloer omvat CC-Link IE Field alle vereisten van algemene machinebesturing, motion control en veiligheid met een enkele, robuuste gigabit Ethernet-infrastructuur die veldapparatuur aan regelaars koppelt. Het is ook een toekomstbestendige technologie, met de gigabit-bandbreedte die voldoende ruimte biedt voor steeds meer gegevensintensieve bewerkingen zonder in te boeten op prestaties. Tenslotte, omdat het een open standaard is, bieden meerdere bekende leveranciers producten die de technologie ondersteunen.

For higher level communication, such as between controllers in different production cells, CC-Link IE Control provides a higher capacity optical fibre backbone that is also based on standard gigabit Ethernet technology. While real time performance is characterised by high speed cyclic or synchronous communications, other manufacturing data, such as recipe control or alarms are usually delivered in a transient or asynchronous manner. In conventional network architectures there is the potential for one to disturb the other, compromising overall network response and hence manufacturing integrity or product quality. CC-Link IE’s gigabit bandwidth means that even a sudden flood of alarm messages will have no impact on the routine execution of the process.

Addressing the requirements of machinery safety, CC-Link IE’s SIL3 certified safety protocol has been developed to realise safety communications between safety field devices and a safety controller, as well as the transmission and reception of safety data between safety controllers. Further, the seamless integration within CC-Link IE of the safety communications with the standard control data means a single network can handle safety, process (and motion) control, thus reducing installation costs, simplifying maintenance and improving visibility.

Voor verticale integratie met netwerken op een hoger niveau biedt de CLPA het Seamless Message Protocol (SLMP). Hiermee kunnen point-to-point transiënte (asynchrone) gegevenskoppelingen worden gevormd van 100Mbit-apparaten door simpelweg software op een bepaald apparaat te implementeren. Daarom kan op deze manier bijna elk bestaand Ethernet-apparaat worden geïntegreerd in een CC-Link IE-systeem.

Deze gecombineerde ontwikkelingen binnen CC-Link IE brengen de huidige denkwijze achter implementaties van Industry 4.0 al aan het licht, maar er komt nog meer. Binnen Industry 4.0-concepten is er bijvoorbeeld sprake van productielijnen die zichzelf zullen herconfigureren op basis van het product dat wordt gemaakt of om de productiviteit te optimaliseren door optimaal gebruik te maken van de beschikbare capaciteit op elk willekeurig station op een bepaald moment.

Dit alles zal echter niet gebeuren zonder een uitgebreide reeks apparaten en leveranciers waarmee dergelijke systemen kunnen worden gebouwd. De CLPA ontwikkelt de catalogus van CC-Link IE-producten voortdurend in samenwerking met haar vele leden (momenteel bieden 300-bedrijven CC-Link IE- en / of CC-Link-veldbusproducten aan). Om de verspreiding van de technologie verder mogelijk te maken, introduceerde CLPA onlangs ook CC-Link IE Field Basic, een nieuwe versie van CC-Link IE die bedoeld is voor bestaande 100Mbit-apparaten. Dit betekent dat het aantal apparaten dat in staat is om de technologie te ondersteunen nu vrijwel onbeperkt is.

We kunnen dan zien dat naarmate Industry 4.0 meer grip krijgt en meer bedrijven de vruchten gaan plukken van een Industry 4.0-implementatie, netwerkintegratie een belangrijke driver zal zijn. CC-Link IE biedt niet alleen de best presterende technologie voor vandaag, maar is ook toekomstbestendig om aan de vereisten van morgen te voldoen.

Procesindustrie Informer

Gerelateerd nieuws

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Ontdek hoe uw reactiegegevens worden verwerkt.