טום אלכסנדר, Emerson Industrial Automation
בעבר Ethernet לא נתפס כפתרון מספיק טוב לבקרת מכונות ברמת ביצועים גבוהה. תפיסה זו הובילה חברות אוטומציה רבות לעצב מערכות שבבים סגורות, המייצרות גרסאות ייעודיות משלהן של Ethernet אשר אינן מסוגלות לתקשר עם מערכות אחרות.
כל זה השתנה בשנים האחרונות. שיפור הביצועים והיכולות של ה-Ethernet, הגדילו את הפופולריות של ה-Ethernet על פני מגוון רחב של תעשיות, הובילו לאימוץ תקנים כמו – (PrecisionTime Protocol) והפיכתם לסטנדרט בתעשייה ודחפו את יצרניות השבבים לספק רכיבים הרבה יותר תחרותיים.
בעת פיתוח המגוון החדש של ווסתי המהירות של חברת Control Techniques – UnidriveM החליטה החברה, שהינה חברת בת של חברת האוטומציה – Emerson Industrial Automation, להשתמש ב-Ethernet הסטנדרטי על מנת להשיג את מטרתה ליצירת סביבת עבודה פתוחה באמת לבוני מכונות.
טום אלכסנדר, סגן נשיא לטכנולוגיה ב-Control Techniques אומר: “שוק האוטומציה התעשייתי של היום מבוסס במידה רבה סביב מערכות סגורות בהן קשה לשלב רכיבים מספקי חומרה שונים, ואשר לעתים קרובות דורשים הכשרת מומחה ייעודי לתפעול המערכות. מערכות סגורות טומנות מלכודת לבוני המכונות בכך שמחייבות אותם לקנות את כל הרכיבים של המערכות מחברה אחת – בין אם הם רוצים או לא. יצירה של סביבת עבודה באמת “פתוחה” יכולה להתקיים רק אחרי שיתקבלו בתעשייה סטנדרטים המקובלים על כולם. רק כך ניתן יהיה לבנות ולתפעל מכונות ברמת ביצועים גבוהה”.
“Ethernet” סטנדרטי הוא הבחירה הנכונה עבור עתיד האוטומציה מאחר והוא מהווה את המפתח למערכות אוטומציה פתוחות שיקנו לבוני המכונות גמישות וסביבה אינטואיטיבית לתכנות תוך כדי הימנעות ממלחמות ה-“Field-Bus”. בעתיד הקרוב מאוד, העולם יעבור מ-Ethernet של 100 מגה-בייט לג’יגה-בייט ולאחר מכן אף מעבר לכך. בסופו של דבר, הביצועים של רשתות Ethernet פשוט לא יהוו מחסום. רשתות אלו יספקו מהירות גדולה הרבה יותר ורוחב פס רחב יותר מכל מה שכל משתמש יוכל לדרוש”.
היתרונות של ה-Ethernet לבוני המכונות
השימוש ב-Ethernet נותן לבוני המכונות וליצרנים יתרונות משמעותיים. באופן ספציפי, הרשת מאפשרת להם למקסם את תפוקת המכונה משום שהיא מתאימה גם לאוטומציית המכונה כולה וגם לדרישות סינכרון בין פונקציות הנעה ספציפיות. בנוסף, ה-Ethernet מאפשר גישה לבחירה מסיבית של ניטור רשתי וכלי אבחון, ובאותה עת גם מבטיח כי ללקוחות תהיה גישה לפיתוחים עתידיים בתעשיות מבוססות IT בהם מותקנים מיליארדים של קשרים וצמתים.
אלכסנדר מוסיף ואומר: “היכולת לנהל מספר בלתי מוגבל של קשרים היא תכונה מרכזית עבורי. עם מספר צמתים בלתי מוגבלים אתה יכול להגדיר Ethernet באופן שהתקשורת תהיה יציבה, גמישה ועם נגישות מכל ואל כל מקום במערכת האוטומציה”.
ארכיטקטורת המכונה האינטליגנטית של “Control Techniques” עושה שימוש
ב-Standard Ethernet לתקשורת בין בקרים, I/O ,HMIs ,PLCs והתקנים תעשייתיים אחרים. UnidriveM משתמש בפרוטוקולים פתוחים כגון TCP/IP ו-UDP המספקים ביצועים יוצאי דופן, כולל פרוטוקול סנכרון לרשת של פחות
מ-1 כמו גם μs זמן מחזור עבור היישומים התובעניים ביותר בבקרת הנעה.
הימנעות ממאבקי Fieldbus
סנכרון נתונים באופן מדויק ובמהירות הוא דרישה חיונית למערכות אוטומציה. ההכרח לבחור ב-Fieldbus סגור יוצר בעיה ספציפית עבור יצרנים ואין ספק כי בחירה מוטעית של Fieldbus לא נכון יכולה להיות טעות יקרה מאוד.
אלכסנדר אומר: “למרבה המזל, יש תעשיות רבות שאינן אוטומציה תעשייתית, התלויות בנתונים מסונכרנים. זה גורם למגמה באופן ברור לעין להתכנסות של Fieldbus סביב Ethernet והיווצרות סטנדרטים תעשייתיים חדשים כגון. IEEE 1588 Standard Ethernet מאפשר לך לעשות את הבחירה הנכונה לעתידה של מערכת האוטומציה שלך, באופן שמאפשר הפעלה בו-זמנית של ריבוי פרוטוקולים על פלטפורמה משותפת ובכך מוביל להתמחות גדולה הרבה יותר של פרוטוקולים בהתאם לביצועים הנדרשים.
“בעתיד אנשים ירכשו מערכות מבלי להצטרך לחשוב איזה סוג רשת לבחור – בדיוק באותו אופן בו הם נוהגים עם מחשבים אישיים כיום”.
Machine Control Studio
Machine Control Studio מציע סביבה גמישה ואינטואיטיבית המאפשרת לבוני המכונות לתכנת את תכונות האוטומציה ובקרת ההנעה החדשה של UnidriveM ולספק שליטה מלאה על כל המכונה. פרוטוקול הבקרה החדש והמתקדם של Control Techniques הפועל בזמן אמיתי, משתמש בתקן Ethernet TCP/IP ו-UDP כדי לספק מבנה מסרים יעיל ביותר וקומפקטי שמשחרר את רוחב הפס של רשת ה-Ethernet וממזער את העומס ברשת. כמו כן, הוא תומך בפרוטוקולים אחרים בו זמנית כגון Ethernet/IP ,PROFINET ו-Modbus TCP/IP. זה מאפשר לכל מגוון הבקרים של UnidriveM לדבר ישירות זה עם זה ולתמוך במקביל בתקשורות לבקר מכונה מסורתי.
Machine Control Studio מופעל על ידי CODESYS תוכנת הקוד הפתוח המובילה בעולם כיום לתכנות בקרת מכונות והפכה לסטנדרט ברירת המחדל עבור תעשיית האוטומציה. סביבת תכנות נמצאת בתאימות מלאה לתקן IEC 61131-3, ולכן הופכת את התכנות למוכר, מהיר וקל לשימוש עבור מהנדסי בקרה ברחבי העולם, תורמת לפיתוח מהיר יותר של מכונות ומקלה על גיוס מהנדסים מיומנים.
המפעלים של העתיד
אלכסנדר אומר: “תקנים פתוחים מובילים לחדשנות מהירה יותר על ידי מתן אפשרות לספקי האוטומציה לעבוד יחד ולחלוק כל פיתוח חדש. יתר על כן, אם חברות אוטומציה תעשייתית יאמצו את הסטנדרטים השוררים בעולמות הבוגרים של ה-IT והמחשוב, אזי נוכל למנף את המהירות המדהימה של חדשנות המקובלת בתעשיות סמוכות אלה. בסופו של דבר, סטנדרטים פתוחים יכולים להאיץ טכנולוגיות של אוטומציה תעשייתיות בקצב שלא נראה עד כה”.
“דוגמא מצוינת לכוחן של מערכות פתוחות היא הודעות טקסט SMS. במשך שנים רבות, ניתן היה לשלוח טקסטים רק בתוך הרשת הסלולארית שלך. רק בסוף 1990 הושגה תאימות מלאה בין רשתות הסלולר, ורק אז הפכו ההודעות הכתובות לאחת הצורות הפופולאריות ביותר של התקשורת בעולם”.
“המפעלים של העתיד יהיו מפעלים ‘חכמים’ בהם מערכות אוטומציה פתוחות יהיו נתון בסיס. מפעלים חכמים אלו יהיו בסופו של דבר מחוברים לחלוטין עם כל הרכיבים והמחלקות באמצעות תקשורת אלקטרונית, והכל כדי להבטיח שהתפוקה תהיה מגיבה, גמישה ויעילה ככל שניתן. אנו נראה ממשקי משתמש משולבים שיביאו לכך שיהיה פחות צורך לרכוש ידע של מומחה לבקרה של רכיבים בודדים. יחד עם השימוש ב-HMIs מבוסס אינטרנט ברמת הרכיב (אליו ניתן לגשת ממקומות רבים ושונים, ואינו דורש תוכנה ייעודית כדי לייצר גישה לנתונים), ניתן יהיה לשפר באופן משמעותי את הגישה לידע בכל רכיב ורכיב.
בעוד Control Techniques תמשיך כמובן לתמוך ברשתות Fieldbus כמו EtherCAT ,PROFIBUS DeviceNet ו-CANopen ,UnidriveM תוכנן במחשבה על המפעלים החכמים של העתיד. באמצעות שימוש בפרוטוקול Ethernet הפתוח המתקדם, עם שרת האינטרנט המשולב שלו, אנחנו יכולים לתת למשתמשים את האפשרות להגדיר או אפילו להסיר את היררכיית האוטומציה, פוטנציאל המאפשר לכל הרכיבים במערכת לדבר אחד עם השני באופן ישיר – זהו צעד משמעותי ביותר במסלול לקראת ייצור חכם”.
טום אלכסנדר הינו סמנכ”ל טכנולוגיה גלובאלי של Control Techniques מקבוצת Emerson Industrial Automation
הכתבה נמסרה באדיבות חברת דור מערכות
