Wieloprotokołowe moduły sieciowe

Wszystkie te zalety przyczyniły się do wzrostu popularności protokołów Ethernet w automatyce przemysłowej. Niestety przejście z innych systemów na sieć Ethernet nie eliminuje konieczności wyboru protokołu, od którego zależny jest wybór komponentów podłączeniowych.

Zależnie od właściwości protokołu Ethernet i producenta należy kierować się odmiennymi instrukcjami dotyczącymi instalacji i okablowania. W dziedzictwie po epoce starszych systemów sieciowych rozwiązania Ethernet otrzymały różnorodność protokołów.

MNIEJ KOMPLIKACJI

Producenci w walce o rynek starają się stworzyć i promować własne rozwiązania, które mają unikalne cechy, a przy tym będą trudnowymienialne. W efekcie po kilku latach rozwoju użytkownicy dostali kilka podobnych protokołów przemysłowych na bazie warstwy fizycznej Ethernet: Profinet, Ethernet/IP i Modbus TCP.

Z tą różnorodnością muszą sobie radzić z jednej strony producenci automatyki, a z drugiej konstruktorzy systemów i maszyn. W ten sposób wzrasta liczba urządzeń realizujących podobne zadania, ale opartych na różnych protokołach. Firma Turck zdecydowała się na zupełnie odmienne podejście do problemu.

Do oferty zostały wprowadzone pierwsze na świecie urządzenia wieloprotokołowe, gateway Ethernet i kompaktowe moduły I/O, przeznaczone do pracy z protokołami Profinet, Ethernet/IP lub Modbus TCP. Co najważniejsze, wybór protokołu dokonuje się automatycznie i nie wymaga jakichkolwiek czynności ze strony użytkownika.

Wraz z wprowadzeniem do oferty urządzeń wieloprotokołowych firma Turck zredukowała liczbę typów urządzeń, które użytkownik musi posiadać w przypadku pracy z różnymi typami sieci (np. w przypadku posiadania maszyn od różnych producentów). Szczególnie w przypadku przemysłu motoryzacyjnego bardzo często się zdarza, że linia np. budowy nadwozia i montaż końcowy wykorzystują odmienne protokoły.

Przy zastosowaniu nowych rozwiązań istnieje konieczność posiadania w magazynie tylko jednego typu gatewaya, bez względu na rodzaj stosowanych protokołów Ethernet. Gdy magazyny części zamiennych są scentralizowane, skutkuje to znaczną redukcją ponoszonych kosztów. Ponadto urządzenia wieloprotokołowe umożliwiają identyczne planowanie i konstruowanie maszyn czy nawet zakładów produkcyjnych.

Zależnie od typu sterownika lub urządzenia nadrzędnego automatycznie wybierany jest odpowiedni protokół komunikacji. Jest to kolejna, obok znacznych oszczędności na magazynie części zamiennych, zaleta nowej koncepcji umożliwiająca tworzenie uniwersalnych planów i projektów elektrycznych, które w przypadku nowych zadań można w prosty i szybki sposób kopiować.

Funkcja wieloprotokołowości dostępna jest w kilku seriach produktów firmy Turck przeznaczonych dla sieci Ethernet. Są to gatewaye modułowych systemów: zdalny I/O BL20 (do zabudowy w szafie) oraz BL67 (do montażu bezpośredniego), jak również kompaktowe moduły I/O w IP67 - m.in. seria BL compact - przeznaczone do bezpośredniego montażu na maszynie.

Wszystkie gate waye wyposażone są w zintegrowane switche umożliwiające instalację liniową. Obsługa protokołów Ethernet/IP, Modbus TCP i Profinet realizowana jest za pomocą tego samego firmware’u. Funkcja wieloprotokołowości opiera się na inteligentnej procedurze identyfikacji realizowanej przez gateway. Podczas uruchomienia następuje określenie typu protokołu Ethernet na podstawie odbieranych danych.

Urządzenie automatycznie przechodzi w tryb danego protokołu i ignoruje inne. Implementacja protokołów nie ustępuje w żadnym względzie urządzeniom jednoprotokołowym: w trybie Profinet detekcja topologii i alokacji adresów wspierana jest przez LLDP, natomiast dla Ethernet/IP - przez QuickConnect i DLR (Device Level Ring).

INNE ZALETY

Nowe gatewaye firmy Turck mają również inne zalety. Wyposażone zostały w funkcję szybkiego uruchomienia. Obsługują opcję Fast Startup w trybie Profibus oraz QuickConnect w trybie Ethernet/IP. Dzięki wyjątkowo zwartej architekturze mikroprocesora i systemu operacyjnego osiągane są wyjątkowo krótkie czasy uruchomienia.

Wpływają one na czas trwania cyklu, co jest szczególnie istotne w przemyśle motoryzacyjnym, np. przy wymianie narzędzi robotów przy budowie karoserii. Szybszy moduł I/O w podobnej aplikacji wpływa na skrócenie cyklu całej operacji. Dla producenta samochodów krótszy czas cyklu oznacza większą wydajność na jednostkę czasu lub mniejszą liczbę robotów biorących udział w danej operacji - oba czynniki wpływają na ekonomiczność procesu.

Organizacja Użytkowników Profinet dąży przede wszystkimi do zminimalizowania protokołu startowego w celu skrócenia czasu uruchomienia. Dla protokołu Profinet producenci sterowników dodają funkcję priorytetowego startu: jeżeli stacja jest zalogowana w sterowniku, zarówno ona, jak i PLC przechowują wszystkie wymagane parametry.

W przypadku kolejnego logowania w sterowniku, zgodność konfiguracji umożliwia szybsze uruchomienie. Jeżeli na tym etapie zostanie odnotowana zgodność, stacja może przejść do kolejnej czynności. Skraca to czasochłonną i spowalniającą pracę protokołu Ethernet wymianę informacji pomiędzy urządzeniem podrzędnym i nadrzędnym.

OPTYMALNE, SZYBKIE URUCHOMIENIE

Firma Turck stworzyła zoptymalizowaną architekturę elektroniczną dla modułów Ethernet, która powoduje, że procesory są znacznie szybsze - w dużej mierze niezależnie od typu protokołu - co powoduje skrócenie czasów uruchomienia. Kompaktowe stacje firmy Turck serii FGEN osiągają czasy uruchomienia na poziomie 150 ms dla Profinet i około 90 ms dla Ethernet/IP.

Dzięki temu moduły Turck doskonale nadają się do aplikacji w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie wymogiem jest maksymalny czas uruchomienia wynoszący 500 ms. Na rynku nie istnieją moduły I/O mogące pochwalić się szybszym czy nawet zbliżonym czasem uruchomienia w stosunku do serii FGEN.

Turck sp. z o.o.
www.turck.pl