Strefa graniczna sieci

Narzędzia Przemysłu 4.0: moduły I/O serii FEN20, TBEN-S i TBEN-L nadają się nie tylko do pracy wieloprotokołowej, ale mogą być również wykorzystywane jako inteligentne FLC

Nowy, kompaktowy moduł I/O umożliwia przesyłanie danych między dwiema sieciami Ethernet bezpośrednio na obiekcie bez konieczności stosowania szafy sterowniczej

Produkcja to często jeden z bardziej wymagających obszarów działalności przedsiębiorstw. Skomplikowane procesy niejednokrotnie wymagają wdrażania zaawansowanych technologicznie rozwiązań. Powszechnie przyjęło się dzielenie procesu produkcyjnego na oddzielne sekcje, które z kolei zarządzane są przez różne sterowniki PLC. Różnorodność i mnogość dostępnych na rynku rozwiązań powoduje, że takie linie często funkcjonują jak „oddzielne światy”.  Podczas, gdy duże firmy mogą sobie pozwolić na wybór jednego rodzaju sterowania i wymusić na producentach linii sterujących i maszyn jego stosowanie, to technologia jaka trafia do mniejszych firm jest oparta o sterowniki różnych producentów. Stanowi to nie lada wyzwanie w przypadku łączenia takich sekcji w jeden, sprawnie działający organizm.

Rozwiązaniem problemu mogą być urządzenia pośredniczące tzw. spannery.  Firma Turck w swojej ofercie posiada moduł TBEN-EN1, zamknięty w kompaktowej obudowie o wysokim stopniu ochrony IP67, umożliwiający wymianę danych pomiędzy dwiema sieciami Ethernet bezpośrednio na obiekcie. Dzięki temu czas potrzebny na złożenie i uruchomienie maszyny ulega znacznemu skróceniu. Okablowanie urządzeń peryferyjnych takich, jak czujniki i urządzenia wykonawcze może zostać wykonane wcześniej bezpośrednio u producenta maszyn.

Po raz pierwszy bezpośrednio na obiekcie

Zdecentralizowana architektura daje najlepsze wyniki, jeżeli może być zrealizowana w systemie „end-to-end” tj. jeżeli użycie oddzielnych szaf nie jest już więcej potrzebne. Spanner TBEN-EN1 jest odpowiednim urządzeniem na drodze do osiągnięcia tego celu. Pracując jako slave po obydwu stronach różnych systemów, zapewnia dwukierunkową wymianę danych pomiędzy masterami zarządzającymi niezależnymi sieciami, w których funkcjonują. Dane trafiają poprzez spanner z jednej maszyny do drugiej. Takie podejście umożliwia przepływ sygnałów i danych na liniach produkcyjnych – zgodnie z zasadami Przemysłu 4.0.

Wymiana danych pomiędzy różnymi maszynami

Do wymiany danych pomiędzy maszynami często stosowane jest rozwiązanie polegające na bezpośrednim i wzajemnym łączeniu I/O obydwu urządzeń. Pomimo prostej konfiguracji, taki rodzaj sprzężenia pozwala jedynie na wymianę zaledwie kilku bitów informacji.

Inteligentna produkcja wymaga, aby sterowniki wymieniały więcej informacji pomiędzy sobą aniżeli tylko proste komunikaty takie jak „produkt gotowy do użycia” lub „stacja gotowa do odbioru”. Operatorzy często używają systemów identyfikacji do wymiany danych, które bazują na kodach kreskowych lub czytnikach RFID. Jednakże w wielu przypadkach takie rozwiązanie jest zbyt kosztowne lub po prostu niemożliwe.

Uniwersalna technologia Multiprotocol

Moduł TBEN-EN1 pracuje w oparciu o nowoczesną technologię Multiprotocol. Dzięki takiemu rozwiązaniu może przetwarzać dane protokołów Ethernet takich jak Profinet, Ethernet/IP lub Modbus-TCP. Można przykładowo połączyć dwie maszyny lub linie technologiczne, do których sterowania użyto sterownik PLC (Profinet master) z jednej strony i Ethernet/IP master z drugiej.  Interfejs danych modułu TBEN-EN1 działa jak skrzynka pocztowa dla obydwu masterów, w której sterowniki mogą umieszczać i pobierać dane.  Moduł spanner’a został również wyposażony w 16 wejściowych kanałów cyfrowych. Stosując moduł spanner’a producent maszyny może zastąpić moduł I/O, który i tak były zmuszony zastosować.

Moduł spanner’a TBEN-EN1 o stopniu ochrony IP67 łączy moduły produkcyjne z różnymi protokołami ethernetowymi bez potrzeby stosowania szaf sterowniczych i rozległego okablowania

Router NAT – bezproblemowa adresacja

Wbudowana funkcja routera NAT (Network Address Translation) zapewnia koordynację i porządek w zakresie wykorzystywanych przestrzeni adresów IP.  Często zdarza się, że producenci używają w swoich maszynach standardowych adresów IP, na przykład należących do tej samej puli jak domyślny adres sterownika PLC. Oznacza to, że dwóch producentów może dostarczyć maszyny z taką samą wewnętrzną adresacją IP. Połączenie takich maszyn i całych sieci w wyniku konfliktu adresów IP skutkować będzie na pewno poważnymi problemami.

Spanner TBEN-EN1 widzi adresy IP różnych urządzeń jako unikalne adresy, a tym samym zapobiega powtórnemu przypisaniu tego samego adresu w sieci, niezależnie od faktycznych ustawień dokonanych przez producentów. W ten sposób urządzenie gwarantuje producentom unikalną możliwość integracji bez konieczności dodatkowych uzgodnień. Zastosowanie spanner’a TBEN-EN1 daje swobodę konstruktorom maszyn w obszarze adresowania urządzeń, a transfer danych dzięki funkcjonalności routera NAT na pewno zakończy się powodzeniem.

Bogata paleta rozwiązań

Oprócz spanner’a TBEN-EN1 firma Turck oferuje szeroką gamę zdecentralizowanych rozwiązań. Technologia FLC (Field Logic Controlller) przenosi logikę z szafy sterowniczej bezpośrednio na obiekt, blisko urządzeń polowych. Środowisko programistyczne ARGEE dostępne z poziomu przeglądarki web pozwala stworzyć logikę dla kompaktowych modułów I/O firmy Turck. ARGEE dodaje funkcjonalność PLC bezpośrednio w modułach serii TBEN-L, TBEN-S, BLcompact oraz FEN20. W ten sposób możliwa jest decentralizacja zadań sterowania, co wpływa na zmniejszenie obciążenia centralnego PLC.  ARGEE pozwala na realizację prostych zadań całkowicie autonomicznie bez konieczności łączenia modułu z innymi urządzeniami w sieci.

Środowisko programistyczne ARGEE to prosta aplikacja internetowa. Do poprawnej pracy wymagany jest jedynie komputer z przeglądarką internetową wspierającą technologię HTML5, taką jak Chrome lub Firefox. Dzięki wieloprotokołowej sieci Ethernet moduły firmy Turck mogą być wykorzystywane w sieciach Profinet, Ethernet/IP lub Modbus TCP. Dodatkowa funkcjonalność wbudowanego sterownika sprawia, że moduły I/O firmy Turck są właściwie przygotowane, aby realizować scenariusze pisane przez ideę Przemysłu 4.0 – obsługują kluczowe technologie takie, jak Ethernet,  IO-Link oraz RFID.

Oryginalny sterownik PLC IP67

Oprócz środowiska programistycznego dla aplikacji o niskim i średnim stopniu złożoności, w ofercie firmy Turck znajdziemy również w pełni funkcjonalny sterownik PLC. Sterownik Turck PLC jest kompaktowym kontrolerem IP67 do użytku bezpośrednio na maszynie. Środowisko Codesys 3 pozwala na realizację zadań sterowania i budowanie wizualizacji, którą użytkownik jest wstanie wyświetlić z poziomu przeglądarki web. W przypadku stosowania Turck PLC jako urządzenia nadrzędnego, moduł może funkcjonować jako master w sieciach opartych o protokoły Modbus RTU, CANopen i SAE J1939. Zintegrowany switch Ethernetowy (2 x M12) pozwala na komunikację w oparciu o protokoły Profinet, EtherNet/IP i Modbus TCP.

Mnogość dostępnych protokołów i wbudowana funkcjonalność master/slave umożliwia wykorzystanie go jako konwertera protokołów. Przykładowo, sterownik może pracować jako menedżer CANopen dla modułu maszynowego połączonego z siecią CANopen i podłączyć ten moduł do systemu działającego w sieci Profinet. Wraz ze wzrostem cyfryzacji procesów produkcji przemysłowej Turck PLC umożliwia połączenie istniejących maszyn w jedną zwartą i wysoce elastyczną sieć produkcyjną.

W kierunku Przemysłu 4.0

Dzięki swojej ofercie zdecentralizowanych rozwiązań firma Turck pokazuje, w jaki sposób istniejące maszyny i obiekty przemysłowe mogą korzystać na zwiększonej wydajności i większej przejrzystości wynikającej z rozwoju Przemysłu 4.0.


Źródło: Turck