PLATFORMA ctrlX AUTOMATION WYZNACZA NOWE MOŻLIWOŚCI

OPC UA OVER TSN – DOMINUJĄCY STANDARD W ŚREDNIEJ PERSPEKTYWIE CZASOWEJ

Obszary OT i IT uzupełniają się wzajemnie. Systemy informatyczne mają jednak dostęp do siłowników i maszyn (równolegle z układem sterowania) tylko wtedy, gdy wymieniają z nimi dane w środowisku hali fabrycznej w oparciu o otwarte standardy. Mając to na uwadze, przeprowadziliśmy dla klientów szereg warsztatów, podczas których rozmawialiśmy z producentami i użytkownikami maszyn o protokołach automatyzacji zapewniających największe bezpieczeństwo inwestycji.

W trakcie tych warsztatów szybko doszliśmy do wniosku, że za kilka lat protokół OPC UA over TSN stanie się dominującym standardem wymiany danych w czasie rzeczywistym między układami sterowania różnych producentów, co znacznie ułatwi integrację nowych maszyn z istniejącymi liniami produkcyjnymi. Uważamy jednak, że trzeba będzie tylko trochę dłużej poczekać, zanim te nowe standardy zaczną być stosowane na potrzeby łączenia komponentów układu wejścia-wyjścia i serwonapędów. Dlatego firma Bosch Rexroth znalazła się wśród założycieli inicjatywy na rzecz obrabiarek opartych na protokole OPC UA over TSN („OPC UA over TSN Shapers Initiative”). W inicjatywie tej, która zajmuje się głównie komunikacją w środowisku hali produkcyjnej i nawiązała współpracę z organizacją OPC Foundation, uczestniczą renomowani dostawcy technologii automatyzacji. Cały czas przyciąga ona nowych członków.

Protokół OPC UA wykorzystuje standardy i mechanizmy zabezpieczeń ze świata informatyki, a rozszerzony o komunikację w środowisku hali fabrycznej w czasie rzeczywistym, obejmującą standard TSN, spełnia również wymagania technologii operacyjnych (OT). Serwer i klient OPC UA są już zintegrowane z układem sterowania ctrlX CORE i obsługują nową specyfikację protokołu OPC UA PubSub. Poczyniono też przygotowania do wdrożenia protokołu OPC UA over TSN. Dzięki wszechstronnej komunikacji w czasie rzeczywistym opartej na protokole OPC FLC producenci i użytkownicy maszyn będą mogli przełączyć się na protokół OPC UA over TSN, po prostu instalując aplikację Specyfikacja ta ma zostać ukończona w 2020 roku, a integracja z układem ctrlX CORE również została zaplanowana na konkretny termin. Będziemy obsługiwać ten nowy protokół w środowisku hali produkcyjnej na potrzeby połączenia komponentów układu wejścia-wyjścia i serwonapędów.

Pojawiło się jednak trudne pytanie: jakiego protokołu będziemy używać, zanim OPC UA over TSN stanie się dostępny w większości komponentów środowiska hali fabrycznej? W najbliższych latach sektor inżynierii mechanicznej będzie nadal równolegle korzystał ze znanych protokołów automatyzacji, natomiast klienci używający pilotażowej wersji platformy ctrlX AUTOMATION stwierdzili, że najważniejszy jest dla nich rozmiar środowiska i liczba urządzeń różnych producentów, z których będą mogli korzystać bez dodatkowych kosztów. Najczęściej wybieranym środowiskiem było EtherCAT obejmujące dużą liczbę urządzeń peryferyjnych. Dlatego postanowiliśmy udostępnić pierwszą wersję platformy ctrlX AUTOMATION właśnie z tym środowiskiem. Równocześnie zostanie utrzymany interfejs Multi-Ethernet z protokołem SERCOS oraz innymi popularnymi protokołami ethernetowymi. W swoich układach sterowania użytkownicy mogą nadal używać napędów opartych na tych standardach. Mogą być pewni, że jeśli wybiorą dziś platformę ctrlX AUTOMATION ze środowiskiem EtherCAT, firma Bosch Rexroth zapewni im łatwą ścieżkę migracji do protokołu OPC UA over TSN.

PONAD 30 SPOSOBÓW POŁĄCZEŃ ZE ŚRODOWISKIEM INFORMATYCZNYM

Po stronie technologii informatycznych sytuacja jest dużo mniej przejrzysta. Mogliśmy to zobaczyć na dużym plakacie w formacie DIN A0, gdzie dział informatyczny naszej głównej fabryki napędów i układów sterowania, która jest bardzo dobrze połączona z siecią, „wciągał” kilkadziesiąt pudełek oznaczających systemy informatyczne związane z produkcją. W obszarze technologii informatycznych istnieje tak wiele wątków, że klienci początkowo nie wiedzą, gdzie wykorzystać te systemy podczas realizacji projektów optymalizacji i ekspansji. Znane nam są projekty inwestycyjne, w których planowane rozpoczęcie produkcji musiało zostać przesunięte o kilka miesięcy, ponieważ trzeba było zaprogramować dodatkowe interfejsy do różnych systemów informatycznych.

Platforma ctrlX AUTOMATION eliminuje dużą część tej dodatkowej pracy. Obsługuje już ponad 30 standardów informatycznych i może zostać połączona z wieloma systemami i chmurami korporacyjnymi, których liczba będzie szybko rosnąć. Nikt nie wie, jakie standardy będą używane za pięć lat. Platforma ctrlX AUTOMATION sprosta jednak nowym wyzwaniom dzięki architekturze oprogramowania, która stanowi przełom w sektorze inżynierii mechanicznej. Architektura ta jest oparta na systemie operacyjnym Linux działającym w czasie rzeczywistym, cały czas dynamicznie rozwijanym przez dużą społeczność. Użytkownicy mogą łatwo dodawać nowe standardy komunikacyjne za pomocą aplikacji i korzystać z nich już po kilku minutach. Dzięki systemowi ctrlX Data Layer, który jest „centralnym systemem nerwowym”, aplikacje te mogą wymieniać między sobą dane dostępne w czasie rzeczywistym i inne dane. Wykorzystując wielokierunkową komunikację, ctrlX Data Layer odwzorowuje dane dla wszystkich połączonych układów sterowania. W efekcie użytkownicy nie potrzebują odrębnego systemu sterowania linią.

PRZETWARZANIE BRZEGOWE ZWIĘKSZAJĄCE PRODUKTYWNOŚĆ

Wykorzystując przetwarzanie brzegowe, platforma ctrlX AUTOMATION monitoruje i optymalizuje procesy i stany w nowy sposób. Aby jej to umożliwić, rozbiliśmy w pewnym stopniu piramidę automatyzacji. Serwery brzegowe uzyskują dostęp do systemu ctrlX Data Layer, a tym samym do wszystkich aplikacji i danych na poziomie siłownika/czujnika. Przykładowo, oprogramowanie brzegowe może monitorować stan łańcucha napędu w trakcie pracy oraz wpływać bezpośrednio na produktywność. Taki model można łatwo skalować. Za pomocą systemu ctrlX IOT można przechowywać i wyświetlać w przejrzysty sposób, zarówno online, jak i offline, dane maszyny za 6 miesięcy wstecz.

System ctrlX IOT jest doskonale dostosowany do Bosch Nexeed Industrial Application System ― ciągle rozwijanego systemu Przemysłu 4.0, przeznaczonego do połączonych systemów produkcji i logistyki. Został ono zaprojektowany z myślą o wykorzystaniu w środowisku informatycznym przedsiębiorstwa lub w chmurze. Takie rozwiązanie umożliwia między innymi monitorowanie, analizowanie i porównywanie wszystkich łańcuchów napędów w globalnej sieci fabryk, a w razie potrzeby również wydawanie określonych instrukcji.

ctrlX AUTOMATION to najbardziej przyszłościowa, radykalnie otwarta platforma automatyzacji dostępna na rynku. Używana z systemem EtherCAT zapewnia dostęp do największego środowiska automatyzacji. Nowa architektura oprogramowania z warstwą ctrlX Data Layer może zostać połączona z systemami informatycznymi na ponad 30 sposobów. Można z nią również łatwo integrować nowe standardy za pośrednictwem aplikacji. Po raz pierwszy w historii udało się połączyć obszary IT i OT.

Jeśli masz jakieś pytania lub chcesz dowiedzieć się więcej o rozwiązaniach ctrlX AUTOMATION, skontaktuj się z nami:

Skontaktuj się