Szanowni Państwo,

Mniej więcej w tym czasie w zeszłym roku w ProfiNews ukazał się artykuł na temat przewidywanych trendów w sieciach przemysłowych w roku 2019. Podkreślono trzy główne tematy skoncentrowane na postępach w zakresie uproszczenia, integracji i kontroli procesów. Uproszczenie ułatwiłoby wprowadzenie znormalizowanego deterministycznego Ethernetu, innymi słowy, sieci wrażliwej na czas (TSN). Integracja zostałaby przyspieszona poprzez ściślejsze powiązanie z OPC UA. Na koniec padłą uwaga, że sieci służące do kontroli procesu mogą przejść etapową zmianę wraz z wydaniem Advanced Physical Layer (APL).

Gdzie więc jesteśmy dzisiaj z tymi osiągnięciami? Cóż, zgodnie z obietnicą, PROFIBUS & PROFINET International (PI) opublikował specyfikację PROFINET TSN w czerwcu 2019 r., a OPC UA dla PROFINET w sierpniu 2019 r. Jednak APL wciąż pozostaje na horyzoncie i prace są kontynuowane.

Chociaż specyfikacje są już gotowe, opracowywanie opartych o nie produktów jest cały czas w toku. W miarę wysiłków producentów układów i dostawców automatyki otwierają się inne możliwości. Na przykład mając na uwadze to, że OPC UA stanie się uprzywilejowanym sposobem na komunikację maszyna-maszyna (tj. Kontroler-kontroler lub C2C), następnym krokiem będzie przyjrzenie się podobnym przypadkom, które mogłyby zostać rozwiązane w taki sam sposób. Brakującym elementem, który należy jeszcze rozwiązać, jest komunikacja C2C w przypadku awarii.

Obecnie rozwiązania dla bezpieczeństwa funkcjonalnego C2C obejmują skomplikowane systemy, które są trudne do wdrożenia, szczególnie wtedy, gdy używamy kontrolerów od różnych dostawców. Ponadto certyfikacja takich systemów bezpieczeństwa może stanowić wyzwanie, jeśli wymagane są zmiany w systemie. PROFIsafe od dawna jest preferowanym rozwiązaniem jeśli chodzi o poziom I/O, zapewniającym bezpieczeństwo logiczne (zamiast przekaźników podłączonych na stałe). Sensowne było zapewnienie tej samej funkcjonalności również na poziomie M2M. Dlatego dokumentacja PROFIsafe została przekazana Fundacji OPC. Pierwszym krokiem było uczynienie standardu PROFISafe specyfikacją towarzyszącą, a następnym krokiem uczynienie specyfikacją rdzenia OPC UA.

Podstawową technologią w takim przypadku jest „zasada czarnego kanału”. Oznacza to, że komunikaty PROFIsafe nie używają bezpośrednio warstwy transportowej lub fizycznej - liczy się tylko to, że komunikat bezpieczeństwa dociera od źródła do miejsca docelowego. To samo może dotyczyć PROFIsafe przez OPC UA i przenoszenia komunikatów bezpieczeństwa pomiędzy dwoma sterownikami.

Rozważmy scenariusz, w którym maszyny stacjonarne ustawia się obok autonomicznych robotów mobilnych (AMR). Jak należałoby zapewnić funkcjonalnie bezpieczną komunikację pomiędzy nimi? Chodzi o to, aby AMR komunikował się dokładnie z jedną maszyną na raz i dynamicznie nawiązywał z nią połączenie podczas działania. Celem korzystania funkcjonalności z PROFIsafe w kontrolerze, w połączeniu z OPC UA jest uczynienie takich scenariuszy o wiele łatwiejszymi do wdrożenia i certyfikacji.

Innym przykładem zastosowania adresowanym przez PI na rok 2020 i później jest rosnący trend przeniesienia „czujnika do chmury”. Ponieważ koszty oraz fizyczna wielkość procesorów i pamięci zmniejszyły się, małe i tanie czujniki zyskały pewien poziom inteligencji. Nadal jednak nie ma sensu umieszczanie interfejsu Ethernet za 5 USD w czujniku zbliżeniowym za 15 USD. IO-Link - to ostatni stopień przy połączeniach inteligentnych czujników i urządzeń wykonawczych.

Według specyfikacji IO-Link z OPC UA, Master IO-Link (zwykle blok I/O) może również pełnić funkcję serwera OPC UA. Z jednej strony może wymieniać dane w czasie rzeczywistym ze sterownikiem jako urządzeniem PROFINET. Z drugiej strony może dostarczać dane klientom OPC UA w innym miejscu, np. w chmurze. Potencjalne zastosowania takiego rozwiązania mogą być liczne i bardzo zróżnicowane. Ten scenariusz działa już dzisiaj, ponieważ w sieci PROFINET sterowanie automatyzacją w czasie rzeczywistym współistnieje ze standardowym ruchem sieci TCP/IP. Można to zrobić dzięki temu, że PROFINET jest oparty o sieć Ethernet.

Są także inne tematy, którymi należy się zająć już po 2020 roku. Wspomniana powyżej warstwa APL nadal wymaga uzupełnienia. Bardzo popularnym tematem jest obecnie 5G, a PI zastanawia się, jak można wpasować PROFINET w taką architekturę. Praca nad semantyką danych to ciągły wysiłek, połączony z pracą nad rozszerzeniem profili aplikacji oraz zwiększaniem wartości danych. Kolejnym przypadkiem, na który zwraca się uwagę jest otwarta architektura NAMUR. Ogólnie rzecz biorąc, przyszłość sieci przemysłowej jest świetlana, z wieloma ekscytującymi projektami na horyzoncie.

Więcej informacji na temat PROFIBUS i PROFINET znajdziecie Państwo w najnowszym numerze Profinews182.