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Come garantire Seamless Factory Automation Communications

Come l'interesse cresce nei concetti di Industria 4.0, è diventato chiaro che la rete di comunicazione impianto sarà il fattore chiave. Industria 4.0 si basa sulla integrazione e l'ottimizzazione delle comunicazioni tra dispositivi di campo, sistemi di controllo della produzione, sistemi informatici di livello enterprise e non solo. La sfida principale è quello di garantire le comunicazioni senza soluzione di continuità tra questi mondi disparati.

John Browett, Direttore Generale di CLPA Europe, esamina come la tecnologia di rete aperta Gigabit Ethernet CC-Link IE risolve questi problemi.

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.

Già sfide sarebbero state formando all'interno del business in relazione alle comunicazioni, ma la globalizzazione ha esacerbato il problema, con stabilimenti situati non solo all'interno di una singola regione, ma potenzialmente diffusa in tutto il mondo. I sistemi informatici personalizzati scritti per supportare queste nuove strutture sono costosi da sviluppare e costosi da mantenere, e fin troppo spesso obsoleti ancora prima della loro attuazione è stata completata.

E 'facile capire, quindi, l'attrazione dei servizi cloud-based che sono emersi negli ultimi anni, consentendo le operazioni di business da abbinare ai servizi che migliorano l'efficienza della gestione e l'agilità. Standard come OPC UA hanno reso facile per collegare i sistemi di gestione attraverso la nube ai sistemi di controllo della produzione di piante in tutto il mondo, che unisce la semplicità di integrazione verticale con la sicurezza del sistema intrinseco.

reti livello di impianto anche bisogno di essere affrontati per garantire la facilità di integrazione con queste nuove strutture verticali. Hanno bisogno di prendere in considerazione una serie di fattori quali il funzionamento in tempo reale, la produttività coerente, sicurezza della macchina garantito, e migliorare il livello della sicurezza informatica. Sono sfide resa più difficile dai diversi strati di comunicazione tra semplici sensori ed attuatori ad un'estremità dello spettro e le reti di controllo avanzato controllo della macchina e peer-to-peer all'altra, con connettività tenuta a cavalcare questi vari strati di reti.

Inoltre, l'aumento dei dati che vengono generati in tutto il piano dell'impianto anche bisogno di essere accessibile all'interno dei sistemi aziendali di livello più alto, ponendo una nuova enfasi sulla integrazione di rete senza soluzione verticale. Solo trasformando questi dati in informazioni significative a livello aziendale in grado di produzione in questione e le decisioni di business da adottare. Sempre più spesso, queste decisioni devono anche tener conto della catena di fornitura più ampia, che collega in modo efficace la capacità di produzione per la disponibilità delle materie prime da un lato con le esigenze del cliente, dall'altro.

Affrontare le esigenze aziendali chiave

strategie di soluzione efficace a tutte queste sfide di business e tecnologiche, con un occhio alle esigenze dell'industria 4.0, possono venire solo da architetture di rete che si integrano perfettamente a tutti i diversi livelli aziendali. Molti protocolli di rete hanno punti di forza in uno o forse due di questi diversi livelli, ma gli utenti devono quindi contare su gateway e convertitori di protocollo per spostare i dati più in alto o più in basso. Questo introduce costi e la complessità e non è certamente favorevole a operazioni Industria 4.0 efficaci.

Una migliore soluzione è un unico protocollo che si estende su tutti i livelli della impresa. Il CC-Link IE aperta Gigabit Ethernet industriale è proprio questa una soluzione, che abbraccia reti di campo, reti di controllo e connettività di livello superiore. prodotti attivati ​​CC-Link IE e sistemi possono spostare facilmente i dati dai sensori al bordo della rete, attraverso controllori intorno al piano pianta e ai sistemi di esecuzione della produzione di livello superiore e oltre.

A livello di impianto, CC-Link IE Field abbraccia tutti i requisiti di controllo generale della macchina, controllo del movimento e sicurezza con una singola e robusta infrastruttura Gigabit Ethernet che collega i dispositivi di campo ai controllori. È anche una tecnologia a prova di futuro, con la larghezza di banda gigabit che offre ampio spazio per operazioni sempre più intensive di dati senza sacrificare le prestazioni. Infine, poiché si tratta di uno standard aperto, più fornitori noti offrono prodotti che supportano la tecnologia.

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.

Per l'integrazione verticale con le reti di livello superiore, la CLPA offre la seamless Message Protocol (SLMP). Questo permette punto a punto transitori collegamenti dati (asincrono) per essere formati da dispositivi 100Mbit semplicemente implementazione software su un dato dispositivo. Quindi quasi qualsiasi dispositivo Ethernet esistente può essere integrato in un sistema CC-Link IE in questo modo.

Già, questi sviluppi combinati all'interno di CC-Link IE rivolgono il pensiero corrente dietro implementazioni di Industria 4.0, ma c'è di più a venire. Ad esempio, all'interno concetti Industria 4.0 si parla di linee di produzione che riconfigurarsi a seconda del prodotto che viene effettuata o per consentire produttività essere ottimizzato facendo miglior uso della capacità disponibile in ogni stazione in un dato momento.

Tuttavia, niente di tutto questo avverrà senza una gamma completa di dispositivi e fornitori con cui costruire tali sistemi. La CLPA è in continuo sviluppo del catalogo di CC-Link IE prodotti in collaborazione con i suoi numerosi membri (attualmente oltre 300 aziende offrono CC-Link IE e / o CC-Link prodotti fieldbus). Per consentire la diffusione della tecnologia, CLPA anche recentemente introdotto CC-Link IE Campo base, una nuova versione di CC-Link IE destinato per i dispositivi 100Mbit esistenti. Ciò significa che il numero di dispositivi in ​​grado di supportare la tecnologia è ormai praticamente illimitata.

Possiamo vedere, quindi, che come industria 4.0 guadagni di trazione più aziende guardano a sfruttare i vantaggi che un'implementazione Industria 4.0 può portare, integrazione di rete sarà un fattore chiave. CC-Link IE offre non solo la più alta tecnologia performante per oggi, ma è anche a prova di futuro per soddisfare le esigenze di domani.

Process Industry Informer

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