Do Projektu iAutomatyka dołączyli:

Czy prędkość oferowana przez OPC UA over TSN jest naprawdę konieczna?


Standard komunikacji na potrzeby Przemysłowego Internetu Rzeczy

Wstępne badania wykazały, że OPC UA over TSN działa średnio 18 razy szybciej niż istniejące rozwiązania w zakresie komunikacji przemysłowej. Może to rodzić pytanie, czy tak ogromny przyrost wydajności jest naprawdę konieczny. Aby rozwiać wątpliwości, poprosiliśmy o rozmowę jednego z czołowych ekspertów w dziedzinie nowych technologii: Dietmara Bruckner.

Sylwetka rozmówcy

Dietmar Bruckner jest autorem prawie 100 publikacji naukowych i posiadaczem kilku patentów w dziedzinie komunikacji przemysłowej w czasie rzeczywistym. Jest aktywnym członkiem różnych komitetów normalizacyjnych i grup roboczych, w tym Fundacji IEEE i OPC. W firmie B&R, specjalizującej się w automatyce, Bruckner odpowiada za badania i rozwój w zakresie komunikacji w czasie rzeczywistym.

Czy widzi pan realną potrzebę stosowania protokołu komunikacyjnego o wydajności takiej, jaką oferuje OPC UA over TSN?

Bruckner: To prawda, że nie mamy dziś aplikacji, które wymagają 18 razy większej wydajności niż wydajność istniejących protokołów przemysłowego Ethernetu. Niemniej jednak na Pańskie pytanie muszę odpowiedzieć zdecydowanie twierdząco.

A jak pan to uzasadni?

Bruckner: Prawdopodobnie przez kolejne dwa lub trzy lata wystarczyłoby wprowadzać stopniowe ulepszenia do istniejących protokołów. Byłoby to jednak działanie krótkowzroczne. Sukces protokołu OPC UA to największy przewrót w komunikacji przemysłowej od czasu wprowadzenia sieci przemysłowych. Na podstawie typowych okresów eksploatacji systemów magistrali przemysłowych i protokołów Ethernetu przemysłowego można stwierdzić, że jeszcze przez całe dziesięciolecia będziemy korzystać z protokołu OPC UA over TSN.

Jakie są tego konsekwencje dla wydajności?

Bruckner: Aby protokół był inwestycją przyszłościową, opłacalną w dłuższej perspektywie czasowej, musi być wyposażony w takie funkcje, aby przez 20 lat mógł spełniać zmieniające się wymagania eksploatacyjne. Nikt nie ma ochoty brać na siebie trudu definiowania nowego standardu, który trzeba będzie gruntownie przerabiać już w perspektywie pięciu lat. Dlatego tak bardzo zależy nam na tym, aby OPC UA over TSN był od samego początku protokołem tak mocnym, jak to tylko możliwe.

Co dokładnie ma pan na myśli, mówiąc o wydajności?

Bruckner: Składa się na nią wiele elementów, ale niewątpliwie jednym z najważniejszych czynników jest możliwość maksymalnego skrócenia czasu cyklu. Jeśli aplikacja ma tylko niewielką liczbę węzłów sieciowych, można uzyskać bardzo krótkie czasy cyklu nawet przy użyciu konwencjonalnego 100-megabitowego protokołu Ethernetu przemysłowego. Zważywszy jednak na obecne tempo zmian, możemy spodziewać się coraz większej liczby linii produkcyjnych i maszyn z wieloma setkami lub tysiącami węzłów sieciowych.

Dlaczego tak się dzieje?

Bruckner: Starając się sprostać dynamicznym wymaganiom rynku, konstruktorzy maszyn tworzą maszyny coraz bardziej inteligentne i elastyczne. W tym celu stosują coraz więcej czujników i siłowników. Wiele z nich jest bezpośrednio zintegrowanych z maszyną, jako tak zwane urządzenia inteligentne. Widzieliśmy już maszyny, które synchronizują ponad 1000 osi. Takie właśnie sytuacje wymagają technologii umożliwiającej czasy cyklu krótsze niż milisekunda. A jest wiele procesów, w przypadku których nawet to tempo jest zbyt wolne. Dlatego potrzebujemy potężnej i wysokowydajnej sieci maszynowej.

Technologia TSN i rola Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników

Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE) odpowiada za standaryzację wielu globalnych technologii komunikacyjnych, w tym Ethernet, WLAN i Bluetooth. Standaryzacja IEEE stanowi gwarancję, że każde dwa urządzenia będą mogły komunikować się ze sobą, niezależnie od tego, kto je wyprodukował.

Technologia Time-Sensitive Networking (TSN) rozszerza standard Ethernet o mechanizmy gwarantujące transmisję danych w czasie rzeczywistym. IEEE uwzględnia powiązane funkcje jako podstandardy w standardzie Ethernet IEEE 802.1. Dzięki temu urządzenia TSN dowolnego producenta mogą komunikować się ze sobą w czasie rzeczywistym.

Jaką rolę odgrywa przepustowość łącza?

Bruckner: Dla użytkownika ma ona coraz większe znaczenie. Systemy wizji maszynowej, analiza dużych ilości danych, konserwacja predykcyjna – te nowe technologie generują olbrzymie ilości danych, które mogą szybko przekroczyć obecne systemy magistrali 100-megabitowych. Jest jeszcze jeden aspekt, którego nie należy lekceważyć: im bardziej otwarta jest sieć, tym ważniejsze staje się utrzymanie komponentów sieci na bieżąco z najnowszymi aktualizacjami zabezpieczeń i poprawkami systemu operacyjnego. Można to zrobić tylko wtedy, gdy użytkownik dysponuje odpowiednią przepustowością łącza.

Jak OPC UA over TSN radzi sobie z rosnącą koniecznością konkurowania o przepustowość łącza?

Bruckner: Technologia TSN ma jeszcze jedną, istotną w tym przypadku zaletę: jest niezależna od przepustowości łącza. Użytkownik ma dostęp do pełnej przepustowości używanego sprzętu ethernetowego, niezależnie od tego, czy jest to 1 Gbit/s, 2,5 Gbit/s, czy nawet więcej.

Czy nie ma sposobu, aby uzyskać to samo z użyciem istniejących systemów sieci przemysłowych?

Bruckner: Nie, ponieważ nie można po prostu skompensować ich ograniczeń, skalując je do 1 lub 10 Gb/s. Nie pozwalają na to sztywne metody arbitrażu w konwencjonalnym systemie magistrali z centralnym urządzeniem nadrzędnym i stałym rozkładem cykli. Trzeba pamiętać, że technologia sieci przemysłowych pochodzi z lat 90. Z drugiej strony, planując sieć TSN i zarządzając nią, można korzystać z bardziej nowoczesnych mechanizmów infrastruktury informatycznej. Właśnie dlatego OPC UA over TSN jest nawet dwa razy szybszy niż najszybszy gigabitowy protokół sieci przemysłowej.

Ostatnie pytanie: Czy protokół OPC UA over TSN jest gotowy na swą wielką rolę? Są opinie, że standaryzacja jest ciągle niezakończona.

Bruckner: OPC UA over TSN jest całkowicie dopracowany i gotowy do użycia. Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników ukończył prace nad normą 802.1AS-2020 w grudniu 2019 r. Dla protokołu OPC UA over TSN był to ostatni ważny element układanki. Już w 2016 roku został przyjęty standard IEEE 802.1Qbv mający zasadnicze znaczenie dla wszystkich kwestii związanych z jakością działania TSN. Od marca 2020 r. B&R jest pierwszym producentem oferującym sterowniki działające bez problemu w technologii OPC UA over TSN.



8 lipca 2021 / Kategoria: ,
  • Autor: B&R Automatyka Przemysłowa Sp. z o.o.
  • B&R to innowacyjna firma z branży automatyzacji z siedzibą w Austrii i przedstawicielstwem na całym świecie. Od 6 lipca 2017 B&R stała się jednostką biznesową Grupy ABB. Dalekowzroczność i intuicyjne poczucie dynamiki rynku pozwalają firmie na wprowadzanie najbardziej nowoczesnych technologii łącząc je z inżynieryjnym kunsztem. B&R jako globalny lider oferuje klientom praktycznie z każdej branży kompleksowe rozwiązania z zakresu sterowania, techniki napędowej, wizualizacji czy bezpieczeństwa. Dzięki standardom komunikacji przemysłowej IoT, takim jak OPC UA, POWERLINK i openSAFETY, a także z wydajnym środowiskiem programistycznym Automation Studio, B&R nieustannie przedefiniowuje przyszłość technologii automatyzacji.
  • Profil Autora
  • http://www.br-automation.com

Reklama

Newsletter

Zapisz się i jako pierwszy otrzymuj nowości!

Zapoznałem się i akceptuję klauzulę informacyjną.



.

NAJNOWSZE PUBLIKACJE OD UŻYTKOWNIKÓW I FIRM

>KLIKNIJ<

Ochrona przed przepięciami

Ochrona przed przepięciami

>KLIKNIJ<

e-Factory Information Center: Fabryka Przyszłości to udoskonalanie procesów produkcyjnych

e-Factory Information Center: Fabryka Przyszłości to udoskonalanie procesów produkcyjnych

>KLIKNIJ<

Nowe granice szybkości i skalowalności – pakowanie termozgrzewalne

Nowe granice szybkości i skalowalności – pakowanie termozgrzewalne

>KLIKNIJ<

Ciągły wzrost sieci przemysłowych pomimo pandemii

Ciągły wzrost sieci przemysłowych pomimo pandemii

>KLIKNIJ<

SERIA 7M – NOWE INTELIGENTNE LICZNIKI ENERGII

SERIA 7M – NOWE INTELIGENTNE LICZNIKI ENERGII

>KLIKNIJ<

Pomiary ciśnienia rodem z przyszłości – przetworniki z Heartbeat Technology

Pomiary ciśnienia rodem z przyszłości – przetworniki z Heartbeat Technology

>KLIKNIJ<

Video – Łatwa i intuicyjna wizualizacja HMI – poznaj technologię mapp View

Video – Łatwa i intuicyjna wizualizacja HMI – poznaj technologię mapp View

>KLIKNIJ<

Co należy wziąć pod uwagę podczas automatyzacji procesów produkcyjnych przy użyciu robotów?

Co należy wziąć pod uwagę podczas automatyzacji procesów produkcyjnych przy użyciu robotów?

>KLIKNIJ<

Niezawodne zarządzanie wirtualną elektrownią

Niezawodne zarządzanie wirtualną elektrownią

>KLIKNIJ<

Łączniki sterownicze obrotowe T oraz rozłączniki izolacyjne P firmy Eaton

Łączniki sterownicze obrotowe T oraz rozłączniki izolacyjne P firmy Eaton

>KLIKNIJ<

Tramwaj przyszłości – automatyzacja w ruchu publicznym

Tramwaj przyszłości – automatyzacja w ruchu publicznym

>KLIKNIJ<

Twórz, dobieraj, kompletuj szafy elektryczne w nowym sklepie My Rittal

Twórz, dobieraj, kompletuj szafy elektryczne w nowym sklepie My Rittal

>KLIKNIJ<

Firma Martini udoskonaliła pakowanie dzięki technologii OMRON – case study

Firma Martini udoskonaliła pakowanie dzięki technologii OMRON – case study

>KLIKNIJ<

Głowica odczytująco-zapisująca IUT-F190-B40 UHF ze zintegrowanym przemysłowym interfejsem Ethernet oraz REST API rozszerza ofertę produktów RFID firmy Pepperl+Fuchs

Głowica odczytująco-zapisująca IUT-F190-B40 UHF ze zintegrowanym przemysłowym interfejsem Ethernet oraz REST API rozszerza ofertę produktów RFID firmy Pepperl+Fuchs

>KLIKNIJ<

Twój klucz do sukcesu: transmisja danych

Twój klucz do sukcesu: transmisja danych

>KLIKNIJ<

Jak odczarowałem automatykę? Historia prawdziwa [obejrzyj zapis live]

Jak odczarowałem automatykę? Historia prawdziwa [obejrzyj zapis live]

>KLIKNIJ<

PRZELOTOWA ZŁĄCZKA INSTALACYJNA 221 INLINE

PRZELOTOWA ZŁĄCZKA INSTALACYJNA 221 INLINE

>KLIKNIJ<

sHUB czyli koncentrator danych dla serwonapędów

sHUB czyli koncentrator danych dla serwonapędów

>KLIKNIJ<

Roboty, a odkrycia w mikrobiologii

Roboty, a odkrycia w mikrobiologii

>KLIKNIJ<

Jaki przekaźnik do elektrozaworów?

Jaki przekaźnik do elektrozaworów?

Reklama



MOŻESZ SIĘ TYM ZAINTERESOWAĆ

  • Zapraszamy do składania zapytań ofertowych o wszystkie produkty EATON w tym sterowniki easyE4 przez portal allektro.pl (Kliknij tutaj) lub przez kontakt e-mail oferty@staport.pl...
  • Nowoczesne dotykowe panele operatorskie HMI firmy WEINTEK Labs. – Bezpłatne oprogramowanie narzędziowe w pełnej wersji – Precyzyjne, dotykowe ekrany wyświetlające szczegółową grafikę – Obszerne biblioteki komponentów grafi...
  • SCADA z wbudowanym serwerem sieci Web i routerem, bez licencji, bez limitów rejestrów! Brzmi dobrze? A to dopiero początek! Jest to urządzenie umożliwiające zarządzanie zarówno w sieci lokalnej jak i przez Internet z komputera, bądź urządze...
  • Ten kurs zawiera podstawy z dziedziny serwomechanizmów. Składa się z pierwszego modułu wprowadzającego, pełnego kursu o serwomechanizmach. Mini kurs przeprowadzi Cię przez podstawowe zagadnienia związane z serwomechanizmami. Zaczniemy od sa...
  • Produkty i rozwiązania firmy SICK są równie różnorodne jak codzienność w przedsiębiorstwie. Szkolenia SICK dla użytkowników umożliwiają zdobycie wiedzy na temat zróżnicowanej oferty naszych innowacyjnych produktów w formie dostosowanej do k...
    Link: Terminy
  • PR200 to uniwersalne i łatwe w obsłudze urządzenie zaprojektowane w plastikowej obudowie do montażu na szynie DIN jako alternatywa dla PLC. Przekaźnik jest dostępny w kilku wersjach dla napięcia stałego i przemiennego. Jest wyposażony w cyf...