Noul standard în comunicația industrială: în mod consecvent până la dispozitive din teren

Standarde de comunicație industrială

Unul pentru toți, toți pentru unul

Un nou standard de comunicație pentru automatizare, independent de producător.

Înapoi la Tehnologii

Categorii

  • Single Pair Ethernet
    Single Pair Ethernet

    Phoenix Contact este partenerul dvs. cheie pentru integrarea Single Pair Ethernet de la interfața dispozitivului, prin cablare până la componentele active ale rețelei, de la senzorii din câmp până la PC-ul din birou.

În multe comisii și proiecte de standardizare se dezvoltă în prezent cadrul de bază pentru viitorul tehnologiei de comunicație industrială. Noile standarde de comunicație, cum ar fi OPC UA, TSN, SPE și 5G regândesc sistemele anterioare cu privire la costuri, transferul de date, latența și determinismul. În calitate de lider în tehnologie, cu peste 30 de ani de experiență în domeniul tehnologiei de comunicație industrială, Phoenix Contact este implicat în toate comisiile importante de standardizare. În aceste comisii proiectăm pentru dvs. un nou standard de comunicație pentru automatizare, independent de producător.

Scurtă prezentare a comunicației viitorului

Acolo unde în trecut au existat câteva dispozitive conectate prin Ethernet, în prezent au apărut rețele extinse. Odată cu procesul de digitalizare și apariția tehnologiilor Industrie 4.0 și IIoT, în viitor vor fi integrate și mai multe elemente de câmp. Pe lângă datele de comandă vor fi transmise către diferite destinații din rețea, respectiv în cloud, inclusiv date axate pe necesități. Pentru a controla aceste volume de date și a putea opera în continuare aplicațiile critice în timp real, sunt necesare noi tehnologii:

Domeniile de utilizare ale noilor standarde de comunicație în rețea  

Noile tehnologii TSN, SPE/APL, 5G și chiar OPC UA nu sunt independente unele de altele, ci împreună formează comunicația viitorului

Standardul de comunicație OPC UA este deja stabilit pentru straturi de comunicație de nivel superior. Acum, acest standard este dezvoltat în continuare pentru comunicarea directă în câmp, astfel încât să fie posibilă o comunicare permanentă, independentă de producător. În combinație cu Time Sensitive Networking (TSN), OPC UA permite comunicația convergentă în timp real până la dispozitivele din câmp sau între controlere.

În același timp, se lucrează și la mecanismul de transfer. Single Pair Ethernet (SPE) va permite în viitor transmisia Ethernet prin doar două fire pentru conexiunea Ethernet până la senzor. Cu 5G se specifică un nou standard de telefonie mobilă mult mai fiabilă și mai performantă – pentru o conexiune fiabilă a aplicațiilor mobile în continuă creștere. La toate aceste proiecte trebuie analizată permanent problema securității cibernetice, care trebuie adaptată în mod constant la noile sisteme și pericole. Toate aceste standarde în fază incipientă, cumulate, formează cadrul de bază pentru viitorul tehnologiei de comunicație industrială.

Șansa noastră: un standard comun pentru automatizare

Pentru a implementa viziunile tehnologiei Industrie 4.0 și IIo este nevoie de o soluție globală de conectare în rețea a tuturor componentelor, de la senzori până la mașini, sisteme de nivel superior și cloud. Această conectare globală în rețea până acum a fost greoaie, deoarece în diferitele structuri de magistrală de câmp au fost create sisteme și profiluri magistrală de câmp incompatibile cu echipamentele de automatizare, cum ar fi de ex. controlul siguranței sau al mișcării. Adesea, gateway-urile sunt în prezent necesare ca interfață.

Pentru a schimba acest lucru, Phoenix Contact se angajează ferm să definească un standard de comunicație unitar de viitor, independent de producător, în toate grupurile de lucru importante. Spre bucuria noastră, în acest sens, am înregistrat deja progrese importante în cadrul diferitelor proiecte.

OPC UA – standardul unitar de comunicație și în câmp

OPC UA devine alegerea preferată  

Odată cu dezvoltarea nivelului de câmp, OPC UA devine standardul comunicației industriale

În prezent, OPC UA servește ca standard de comunicație de nivel superior în sisteme. OPC UA este acum extins cu profiluri de aplicație standardizate în câmp, de ex. pentru I/O, siguranță sau mișcare.

În plus se definesc modele de dispozitive standardizate pentru configurarea și diagnoza unitară a dispozitivelor în rețea. De asemenea, sunt descrise testele de conformitate necesare pentru o compatibilitate ridicată. În concluzie, pe viitor, elementele de câmp vor fi conectate în mare măsură în cloud, permițând astfel o conexiune universală a tehnologiei informaționale (IT) și a celei operaționale (OT).

OPC UA și TSN – rețele convergente

Convergența, ca o necesitate pentru o comunicare fiabilă între IT și OT  

TSN permite rețelele convergente

Pentru rețele cu aplicații distribuite în timp critic, sunt permise mecanisme TSN suplimentare, sincronizarea timpului și prioritizarea fluxurilor de date. TSN se referă la numeroase standarde în IEEE 802.1, care trebuie să facă din Ethernet standard un sistem capabil în timp real. Acest lucru este deosebit de important atunci când mai mulți responsabili definesc fluxuri de date cu mai multe instrumente de inginerie într-o rețea convergentă. Astfel, toată lumea poate fi sigură că respectiva lor soluție parțială nu deranjează și nici nu interferează cu alte comunicații. Acest lucru mărește fiabilitatea și disponibilitatea rețelei dvs.

Pentru a asigura interoperabilitatea, în toate grupurile de lucru sunt stabilite exact diferitele straturi de comunicație bazate pe TSN și OPC. Toate definițiile grupurilor de lucru se bazează astfel pe profilul TSN pentru comunicația industrială (profiluri TSN-IA), gestionat în cadrul comisiei de standardizare IEC/IEEE 60802. Phoenix Contact participă la grupurile de lucru inițiate de Fundația OPC cu resurse financiare și umane, definind astfel standardul de comunicație industrială al viitorului, de semnificație majoră.

SPE și APL – conectare Ethernet până la senzor

Secvență ADN  

Tehnologia cu două fire SPE, în viitor va parcurge rețeaua asemenea unui ADN

O altă cerință pentru o rețea integrată de la senzor până la cloud este conectarea simplă a senzorilor inteligenți și a actuatorilor în rețea. Cu Single Pair Ethernet (SPE), aceasta devine nu doar mai simplă, ci și semnificativ mai compactă și mai puțin costisitoare. În loc de patru perechi de fire folosite până acum, în prezent, cu SPE este necesară doar o singură pereche de fire pentru transmisia de date. În cadrul IEEE, în diferite grupuri de lucru sunt elaborate standarde de transmisie de la 10 Mbps până la 10 Gbps și lungimi de transmisie de până la 1000 m. Tehnologia cu două fire trebuie să permită, de asemenea, o alimentare performantă cu date și energie a dispozitivelor terminale prin doar o singură pereche de fire.

Tehnologia Advanced Physical Layer (APL) se bazează pe tehnologia SPE. Aceasta a fost special dezvoltată pentru utilizarea în domenii protejate intrinsec ale tehnologiei de proces. Acest lucru permite o comunicație pe bază IP până la nivelul senzorului, fără întreruperi de sistem și gateway-uri. Standardele necesare acestei tehnologii sunt rezultatul unui proiect de colaborare între trei organizații din domeniul magistralelor de câmp (Fieldcom Group, ODVA și PI) și unsprezece parteneri industriali. Ca unul dintre inițiatorii acestui proiect și ca partener industrial, Phoenix Contact este implicat cu resurse financiare și umane.

5G – telefonie mobilă fiabilă pentru aplicații mobile

Pe lângă comunicația prin cablu, și comunicația wireless devine tot mai importantă pentru o producție modernă și flexibilă. Dezvoltările din domeniul sistemelor de transport automatizat fără șofer (AGV - Automated Guided Vehicles), al dispozitivelor terminale mobile (dispozitive inteligente) și al cooperării dintre om și robot, necesită o comunicație wireless fiabilă. Standardele de telefonie mobilă recente nu oferă o fiabilitate garantată, nici diagnoza calității conexiunii și variază de la o țară la alta.

Prin urmare, 3GPP (3rd Generation Partnership Project) dezvoltă specificațiile sistemului pentru generația următoare de telefonie mobilă în diferite grupuri de lucru, denumite în general 5G. Pentru adaptarea din start a sistemului 5G în mod adecvat pentru industrie, și introducerea acestuia în producție, la începutul anului 2018 a fost înființată în cadrul ZVEI (Asociația Germană din Domeniul Industriei Electrice și Electronice), inițiativa globală 5G-ACIA (5G Alliance for Connected Industries and Automation - Alianța pentru Industrii Conectate și Automatizare). Fiind unul dintre pionierii pentru utilizarea tehnologiilor wireless în tehnologia de automatizare, Phoenix Contact a contribuit la inițierea acestui proiect și pune la dispoziție resurse corespunzătoare în cadrul grupurilor de lucru.

Cyber Security – baza tuturor comunicațiilor

Lacătul conectează segmentele de rețea între ele  

Acolo unde toată lumea poate comunica cu toată lumea, datele trebuie să fie foarte bine protejate

Comunicația globală nu este posibilă fără măsuri de securitate adecvate. Deoarece datele dvs. trebuie protejate împotriva modificărilor nedorite și furtului, în special în sistemele mari, deschise. Deși, teoretic, toată lumea poate comunica cu toată lumea, trebuie admisă doar comunicarea intenționată.

Pe lângă colaborarea în numeroase alte grupuri de lucru, Phoenix Contact a susținut proiectul de cercetare IUNO ca proiect național de referință pentru securitatea IT în tehnologia Industrie 4.0. Scopul a fost identificarea amenințărilor și riscurilor pentru fabrica inteligentă a viitorului și elaborarea măsurilor adecvate de protecție. Împreună am dezvoltat și testat soluții de uz general privind provocările din domeniul securității IT în mediul industrial. Acestea pot fi acum utilizate ca un model pentru securitatea IT în tehnologia Industrie 4.0. Proiectul a fost finalizat cu succes în septembrie 2018, iar raportul final a fost prezentat Ministerului Educației și Cercetării.

PHOENIX CONTACT ROMANIA

Splaiul Unirii 165
Timpuri Noi Square
TNO1, Etaj 1
Bucuresti 030133
+40 21 350 88 12 - 3
+40 37 448 56 32 - 7

Acest website folosește cookie-uri. Prin continuarea vizualizării site-ului nostru acceptați politicile noastre referitoare la cookie-uri. Pentru mai multe informații citiți politica noastră de confidențialitate.

Închidere