Katern: Netwerken, standaardveldbussystemen

Transcriptie

1 Actie Industrie 4A :23 Pagina 1 industrie EDITIE 4 Pre-wiring voor PLC-systemen. Kies voor Interfast PNOZmulti - veel functies - één oplossing Sälzer: Oplossingen voor de toekomst Patchsnoeren Solar Light multifunctionele GSM transceiver Multiguard DEHN stopt overspanningen. Doelgerichte beveiliging van uw bedrijfskritische (netwerk) apparatuur. Katern: Netwerken, standaardveldbussystemen hoe zit dat? De tien geboden van EtherNet/IP Netwerken met Mitsubishi Ethernet/IP - Een netwerk voor data en controle standaard omnipresent meer dan een veldbus Modbus/TCP lanceert het Modbus protocol in de 21ste eeuw Trendsetter in remote I/O: Modulair, compact, flexibel, intelligent Ethernet van Weidmüller: efficiënt verbinden van werkvloer en kantoor Siemens industriële netwerken: de laatste trends in Simatic Red Lion: Dit kan eenvoudiger

2 Actie Industrie 4A :23 Pagina 2 COLOFON industrie is een uitgave van Solar. Druk- en zetfouten voorbehouden. Prijzen zijn netto excl. B.T.W. en gelden t/m 31 december ALPHEN A/D RIJN Tel , Fax alphen@solarelektro.nl AMERSFOORT Tel , Fax amersfoort@solarelektro.nl AMSTERDAM Tel , Fax amsterdam@solarelektro.nl APELDOORN Tel , Fax apeldoorn@solarelektro.nl ASSEN Tel , Fax assen@solarelektro.nl BEVERWIJK Tel , Fax beverwijk@solarelektro.nl DUIVEN Tel , Fax duiven@solarelektro.nl EINDHOVEN Tel , Fax eindhoven@solarelektro.nl ENSCHEDE Tel , Fax enschede@solarelektro.nl HEERENVEEN Tel , Fax heerenveen@solarelektro.nl LEEUWARDEN Tel , Fax leeuwarden@solarelektro.nl ROERMOND Tel , Fax roermond@solarelektro.nl ROOSENDAAL Tel , Fax roosendaal@solarelektro.nl ROTTERDAM Tel , Fax rotterdam@solarelektro.nl SPIJKENISSE Tel , Fax spijkenisse@solarelektro.nl UTRECHT Tel , Fax utrecht@solarelektro.nl VEENENDAAL Tel , Fax veenendaal@solarelektro.nl ZWOLLE Tel , Fax zwolle@solarelektro.nl Inhoud Advertenties: Pre-wiring voor PLC-systemen. Kies voor Interfast 4 PNOZmulti - veel functies - één oplossing 5 Sälzer: Oplossingen voor de toekomst 6 Patchsnoeren Solar 7 Light multifunctionele GSM transceiver Multiguard 8 DEHN stopt overspanningen. Doelgerichte beveiliging van uw bedrijfskritische (netwerk) apparatuur. 10 Katern: Netwerken, standaardveldbussystemen hoe zit dat? 12 De tien geboden van EtherNet/IP 14 Netwerken met Mitsubishi 16 Ethernet/IP - Een netwerk voor data en controle standaard omnipresent meer dan een veldbus 19 Modbus/TCP lanceert het Modbus protocol in de 21ste eeuw 22 Trendsetter in remote I/O: Modulair, compact, flexibel, intelligent 24 Ethernet van Weidmüller: efficiënt verbinden van werkvloer en kantoor 25 Siemens industriële netwerken: de laatste trends in Simatic 28 Red Lion: Dit kan eenvoudiger 32 Copyright Solar Groep "De gebruikte afbeeldingen zijn eigendom van onze leveranciers". "Please note that the used drawing and image material belongs to our suppliers". 2 solar industrie

3 Actie Industrie 4A :23 Pagina 3 Redactioneel Duiven, oktober 2006 Geachte relatie, Voor u ligt alweer de vierde uitgave van Solar Industrie. Het thema is ditmaal "netwerken". Netwerken zijn in de huidige samenleving niet meer weg te denken. In huis, op het werk, in de auto en bij uitstek in het sociale verkeer, kortom overal waar menselijke activiteit plaatsvindt kom je tegenwoordig netwerken tegen. Juist door dit uitgebreide aanbod staan we er vaak niet eens meer bij stil of het toegepaste netwerk wel de beste oplossing is voor een bepaalde situatie. Wij willen ons in dit nummer beperken tot netwerken voor industriële toepassing met als bekende namen Profibus, Devicenet en CAN-bus, elk met specifieke eigenschappen. Vooral industrieel Ethernet is op dit moment aan een enorm snelle opmars bezig. Daarom vindt u hierover veel informatie in dit nummer. De eerste indruk is dat een netwerk met een hoge datasnelheid het beste lijkt. Maar hoe zit het met de storingsgevoeligheid? Zijn we wel gebaat met hoge datasnelheid. Is op het netwerk alle informatie aanwezig of wordt enkel gevraagd wat nodig is? Een oud gezegde leert ons dat er vele wegen naar Rome leiden. Wij bieden u een tool om het juiste netwerk te vinden dat voldoet en zal blijven voldoen in de toekomst! Actueel onderwerp is hierbij veiligheid over het netwerk. Blijft dit gescheiden of kan dit geïntegreerd worden?. Solar biedt hiervoor ruime mogelijkheden binnen haar leveringspakket. Het is aan u te beoordelen of u bent voorbereid op de toekomst, waarbij Solar beschikt over een ruim aantal concepten die kunnen bijdragen aan uw succes in de markt. Enkele hiervan zijn: ondersteuning door onze Technisch Product Specialisten, 24-uurs servicedienst, het Solar drive-in concept, het aanleveren per nachtvracht in uw magazijn of in een container op de bouwlocatie, het bestellen per EDI en uiteraard ons brede en diepe assortiment bestaande uit de belangrijke A-fabrikaten, die u ook via het nieuwe concept Solar e-catalogus kunt raadplegen. Is uw interesse gewekt en wilt u dieper op een praktijkoplossing inzoomen? Dan gaan wij hier graag persoonlijk met u op in. Onze Solar binnen- en buitendienstmedewerkers helpen u hierbij graag verder. Productgroep Industrie solar industrie 3

4 Actie Industrie 4A :23 Pagina 4 ABB Pre-wiring voor PLC-systemen Kies voor Interfast ABB Interfast voor Siemens S7-300: Conventionele I/O bedrading Van elke in- en uitgang op de I/O kaarten in het systeem wordt een draad getrokken naar de klemmenstrook. Deze wijze van bedraden is prijsgunstig in materiaalkosten. Maar tijdens het bedraden en zeker bij wijzigingen neemt de kans op bedradingsfouten toe. En het is arbeidsintensief. ABB Interfast Pre-wiring Elke in- en uitgangskaart kan ook bedraadt worden met een module en compleet samengestelde kabel met connector. De module vervangt de klemmenstrook voor aansluiting van de veldbekabeling. Ruimte is kostbaar, hierdoor neemt de I/O dichtheid van een PLC systeem toe. Door meer I/O s per kaart toe te passen, is er minder ruimte nodig voor het PLC systeem. Dit geeft overvolle bedradingskokers bij conventionele I/O bedrading. Voordelen van dit pre-wiring systeem zijn: Reductie van bedradingsfouten, door gebruik te maken van compleet geassembleerde kabels met connectoren. Het pre-wiring systeem maakt bedradingstesten overbodig. De connectoren geven u tijdwinst bij het aansluiten. De modulen, kabels en connectoren zijn eenvoudig te monteren en te demonteren en uit te wisselen. Ook bij de toenemende I/O dichtheid houdt u de bekabeling overzichtelijk Interfast: kosten besparing Eenvoudige bedrading Tijdsbesparing door gebruikt te maken van standaard aansluitkabels voor diverse fabrikaten PLC s Reductie van bedradingsfouten en bedradingstesten zijn overbodig Diverse lengten op voorraad: alleen maar aansluiten Standaard interfaces compatibel voor de gangbare PLC s Eenvoudige verwerking Foutief aansluiten is onmogelijk Steeds dezelfde handeling Eenvoudig onderhoud Kabel en stekkerverbindingen zijn los neembaar. Draden kunnen niet los worden genomen Kostenbesparing met behoud van functie Gebruik van standaard goedkope PLC boards 24 V DC ingangen en transistor uitgangen, de interface wordt gemaakt met Interfast Reductie van de schakelkast afmetingen v.b.: dubbeldeks met BOM32 met 32 relais 183 mm Zelfde functies vergelijkbaar als I/O met veldbus De reactie tijd is de reactie tijd van de PLC in- en uitgangen en niet vertraagd door de veldbus reactie tijd Gemakkelijke interfacing Standaard PLC boards: alle typen van interfacing mogelijk door Interfast en op klant specificatie. Voor een Siemens S7-300: bestelnr. type omschrijving bruto per st. Ten behoeve van ingangen KIT200 / BRI1621N / 661 Interfast kit met: 16 N relais 1SPDT met LED + kabellengte 2 m 244, KIT100 / BRI1621N / 661 Interfast kit met: 16 N relais 1SPDT met LED + kabellengte 1 m 239,00 Ten behoeve van in- of uitgangen KIT200 / BOM16 / 661 Interfast kit met: Eéndraads interface voor 20 polig + kabellengte 2 m 52, KIT100 / BOM16 / 661 Interfast kit met: Eéndraads interface voor 20 polig + kabellengte 1 m 49,50 Benodigd bij iedere kit FAS S Front adapter voor Siemens PLC: S point 57,00 4 solar industrie

5 Actie Industrie 4A :23 Pagina 5 Pilz Bij een kleine tot middelgrote machine komen vaak meerdere veiligheidsfuncties zoals hekbewaking, lichtschermbewaking en de noodstop tegelijkertijd voor. Voor dergelijke toepassingen met ca. 5 tot 10 veiligheidsfuncties is een 'echte' veiligheids-plc vaak te kostbaar, zodat de keuze tot nu toe viel op meerdere conventionele veiligheidrelais. In de praktijk blijkt vaak dat de koppeling van meer dan één veiligheidsrelais niet zonder problemen is evenals de correcte terugkoppeling. Middels de PNOZ Multi beschikt u over een softwarematig configureerbaar veiligheidscircuit, met uitbereidingsmogelijkheden en een volwaardig deelnemer in standaardveldbussystemen. (EN 954 cat. 1 t/m 4) Ervaar zelf de grandioze mogelijkheden en bestel het actiepakket PNOZ Multi, normaal 1043,00 Basismodule: PNOZm0p 20 ingangen / 6 uitgangen Softwarelicentie Toolkit: Chipkaartlezer Chipkaartenset Configuratiekabel Documentatiemap netto 895,00 I NCLUSIEF SOFTWARE WORKSHOP!!! Bij gelijktijdige bestelling de veldbusmodule (naar keuze) voor slechts 300,00 extra! solar industrie 5

6 Actie Industrie 4A :23 Pagina 6 Sälzer Oplossingen voor de toekomst Sälzer Electric is gespecialiseerd in de ontwikkeling, fabricage en verkoop van lastscheiders en nokkenschakelaars. Door de grote keuze in typen, schakelprogramma s en bouwvormen kunnen praktijkzekere oplossingen snel gerealiseerd worden. Om welke schakelaar het ook gaat, alle elementen zijn optimaal op elkaar afgestemd, eenvoudig te monteren en te combineren. Of het nu gaat om schakel- of automatiseringssystemen, in machine- of motorbouw, in verwarmings-, klimaatbeheersings- of beluchtingstechniek, in milieutechniek of andere gebieden: Sälzer zorgt voor zekerheid! Zeker schakelen en scheiden Lastscheiders van Sälzer Electric zijn er als aan-uitschakelaar (3-, 4-, 6- en 8-polig) of als omschakelaar met nulstand (3- en 4-polig). Door zowel praktijkgerichte montagemethoden als door een grote verscheidenheid aan combinaties van aandrijfmodule in vorm en kleur zijn de lastscheiders veelzijdig te gebruiken. Inbouwversies Zeker schakelen en sturen Nokkenschakelaars van Sälzer Electric zijn vrijprogrammeerbare schakelapparaten voor hoofd- en hulpstroomkringen met 1 tot 24 contacten. Hiermee kunnen schakelingen tot 12 schakelinstellingen eenvoudig gerealiseerd worden. Door modulaire opbouw kunnen ook speciaalschakelprogramma s naar uw wensen gebouwd worden. Inbouwversies Frontinbouw Viergatsbevestiging Centraalbevestiging Frontinbouw Tweegatsbevestiging Centraalbevestiging Viergatsbevestiging Bodemmontage Klikbevestiging (DIN-rail) (draagvlak 35 mm DIN EN 60715) Viergatsbevestiging Bodeminbouw Klikbevestiging (DIN-rail) (draagvlak 35 mm DIN EN 60715) Viergatsbevestiging Opbouwschakelaar kunststof kast Stalen kast RVS kast Opbouw en werking 90 schakelhoek Gedwongen open contact Open aansluitklemmen Aanraakbeveiliging vingerzeker (bescherming tot IP20) Hoge kortsluitbeveiliging Scheidingseigenschappen 690 volt tot 1000 volt Opbouwschakelaar Kunststof kast Opbouw en werking 30 /45 /60 of 90 schakelhoek Gedwongen open contact Open aansluitklemmen Aanraakbeveiliging vingerzeker (bescherming tot IP20) Hoge kortsluitbeveiliging Scheidingseigenschappen tot 690 volt 6 solar industrie

7 Actie Industrie 4A :23 Pagina 7 solar Patchsnoeren Solar De Solar patchsnoeren worden reeds vele jaren binnen het Solar Cabling System toegepast voor universele gebouwenbekabeling. Dit systeem is certificeerbaar volgens de jongste ISO/IEC11801-norm. Betrouwbaarheid staat voorop bij Solar. Deze snoeren zijn ook perfect inpasbaar in een industrieële omgeving om uw switches en overige poorten met een snelheid van 10, of 100Mb op elkaar aan te sluiten. Dat het gebruik van deze kant-en-klare patchsnoeren verdient duidelijk de voorkeur boven een handmatig aangezetten plug/kabelverbinbing. Snelheid en bedrijfszekerheid alom, mede door de aangespoten pluggen (voor een goede kabeltrekontlasting) en de vergulde contacten. Ook leveren wij outlets geschikt voor inbouw (opbouw met bak) en UTP- of FTP-bekabeling. Onderstaande patchsnoeren zijn geschikt voor Cat. 5e. Type Solar BNG, UTP of FTP, met aangespoten RJ45-pluggen (molded). Ongeschermde patchsnoeren, Cat.5e Solar: UTP Cat. 5 Ivoorgrijs Rood Groen Blauw Geel Actieprijs 0,50 m ,70 1,00 m ,85 1,50 m ,20 2,00 m ,35 3,00 m ,00 m ,90 2,43 Afgeschermde patchsnoeren, Cat.5e Solar: FTP Cat. 5 Ivoorgrijs Rood Groen Blauw Geel Actieprijs 0,50 m ,20 1,00 m ,55 1,50 m ,70 2,00 m ,10 solar industrie 7

8 Actie Industrie 4A :23 Pagina 8 Multiguard Light multifunctionele GSM transceiver Multiguard Nieuw bij Solar professionele op afstand bedienbaar en controleerbare beveiliging via de GSM. Profort A/S heeft een unieke GSM transceiver ontwikkeld voor de beveiligingsmarkt en industrie ten behoeve van de professionele markt. Modem, antenne en relais zijn geïntegreerd in 1 behuizing. Alles wat je hier extra bij benodigd hebt om operationeel te zijn is slechts een SIM-kaart. Lange afstanden rijden en of gebrek aan tijd zijn niet langer en probleem, als je maar de goede oplossing kiest... Met deze technische oplossing kan je via de mobiele telefoon de Multiguard bedienen en programmeren, hierdoor kan uw apparatuur veiliggesteld worden. De informatie van de multiguard kan naar uw mobiele telefoon gestuurd worden of naar vaste telefoon of PC. De informatie kan worden ontvangen als SMS, gesproken boodschap, DTMF-tonen of afhankelijk van de configuratie van de Multiguard light. Veel mogelijkheden 1 oplossing: Rapportage van temperatuur, vochtigheid, voedingsspanning, waterniveau. Beveiligd gebouwen, winkels tegen inbraak, zodra er aan de ingangen detectoren zijn aangesloten. Schakelt verwarming, verlichting, ventilatie aan en uit in huizen en gebouwen. Controleert irrigatie in kassen en op boerderijen. Ontvangt alarmen van technische installaties, motoren, pompen, etc. Beveiligd boten, vrachtwagens en vakantiehuizen. Met de gebruiksvriendelijke PC-software kunt u eenvoudig de Multiguard programmeren en uw alarm of tekstberichten verzenden naar in totaal 9 ontvangers in de lijst. Het koppelen van functies is flexibel en u kunt willekeurige inputs, outputs en meldingen met elkaar koppelen. Naast berichten vanuit de ingangen, van de Multiguard light zijn er ook rapportage mogelijkheden voor sabotage en spanning weg/aanwezig. Bij ieder commando stuurt de unit een bevestiging als SMS of naar de PC. Multiguard light kan ook worden toegevoegd als een uitbreiding op een bestaand beveiligingssysteem. De RS232 interface maakt het mogelijk informatie over te zetten naar servers en printers. Iedere sensor, PIR, magneetcontact of glasbreukmelder kan worden aangesloten op de ingangen van unit. Multiguard light bied een flexibele oplossing voor controle op afstand in de beveiliging en industrie voor de professionele gebruiker. 8 solar industrie

9 Actie Industrie 4A :23 Pagina 9 Multiguard Inputs: Outputs: Power Supply: Size: Programming: Sabotage: Antenna: Timer: Power failure: Zones: Calling list: 8 digital, loop closed or open. (option: one as pulse counter and one as on/off switch) 4 relays, loop or closed or open, (timer controlled or steady) Max. capacity: 1500 VA 12 V DC or 230 V AC 9 V back-up accu is optional DIN rail. 9 modulen 157x86x57 mm, 250 gr. Via COM-port or GSM-modem on PC and SMS-messages. Alarm on opening the lid. Build-in, external is optional Built-in (time controlled on and off) Alarm if accu is installed. 8 zones can be allocated to inputs, Outputs and receivers. 9 receivers to be called sequential. Speech memory: 40 sec. (8 sec. ID, 4 sec. pr.input) Messages: SMS, Voice, DTMF and . Prijs: 599,00 solar industrie 9

10 Actie Industrie 4A :23 Pagina 10 Dehn DEHN stopt overspanningen. Doelgerichte beveiliging van uw bedrijfskritische (netwerk) apparatuur. Overspanningen een vaak onderschat gevaar. Onweer is zowel fascinerend als verontrustend. Het zijn prachtige spektakels, maar ze zijn evenzeer synoniem voor onveiligheid. Ze kondigen dikwijls niet alleen een meteorologische verandering aan: voor de industriële ondernemingen, de dienstverlenende sector en mensen betekenen ze een reëel en vaak voorkomend gevaar. In deze tijden van hoogwaardige technologie is beveiliging tegen deze eventuele gevolgen van onweer een pure noodzaak. Ten gevolge van een onweer kunnen ICT systemen volledig lam gelegd worden. De klantenservice van de betrokken onderneming kan dan gedurende een lange periode onderbroken zijn. Dit kan catastrofale gevolgen hebben, bijvoorbeeld in de zeer scherpe toeleveringsmarkt in de automobielindustrie. "Just in time" leveren aan deze industrie is praktisch onmogelijk in geval van technische stilstand van het bedrijf. Voor een onderneming in volle expansie kan dit fataal zijn, omdat het ophalen van nieuw kapitaal op de beursmarkt in dergelijke omstandigheden praktisch onmogelijk is. Hierbij kan dit leiden tot een ineenstorting van de aandeelkoers van de betrokken onderneming. Niet enige oorzaak Maar de natuurkracht Bliksem is niet altijd de enige oorzaak van de vernietiging of storing van gevoelige elektronische apparaten. Dikwijls volstaat een kleine spanningspiek op de voedingslijn. Overspanningen kunnen zelfs worden veroorzaakt door het schakelen van grote belastingen in normaal bedrijf of door niet gecompenseerde inducties. Zelfs op grote 10 solar industrie

11 Actie Industrie 4A :23 Pagina 11 Dehn afstand van het punt van oorsprong van de overspanningen kan beschadiging worden aangericht. Een fractie van een seconde kan volstaan om een ware chaos in het bedrijf te veroorzaken, vooral wanneer men de overspanningen onderschat heeft. Het is van crusiaal belang zich tijdig tegen overspanningen te beveiligen. Wat zijn overspanningen en van waar komen ze? Overspanningen zijn korte spanningspulsen ook transiente spanningen genoemd - die slechts gedurende enkele microseconde optreden, met pieken van soms wel ver boven de 100 kv... Overspanningen worden veroorzaakt door: LEMP (Lightning Electromagnetic Pulse) Overspanningen veroorzaakt door atmosferische invloeden (bijvoorbeeld directe blikseminslagen, door de bliksem geïnduceerde magnetische velden). SEMP (Switching Electromagnetic Pulse) Overspanningen veroorzaakt door schakelingen (bijvoorbeeld afschakeling van kortsluitingen, schakeling van belastingen in normaal bedrijf). Installaties beveiligen tegen overspanningen is mogelijk en zelfs meer dan noodzakelijk in het tijdperk van (belangrijke) digitale communicatie over het Internet. Er bestaan in een bedrijf voldoende bedrijfskritische apparatuur die gevoelig zijn voor deze vernietigende transiente spanningen: 230/400V voeding, ICT systemen, het besturingssysteem van de productie-installatie via bussystemen, de klimaatregeling, de sturing van de verlichting Deze zwakke punten kunnen slechts beschermd worden door middel van een doeltreffend beveiligingsconcept. Het is hierbij belangrijk de beveiligingen in cascade te voorzien. Hiermee kunnen apparaten en systemen doeltreffend worden beveiligd tegen zowel bliksemstromen als tegen kleine spanningspieken. Men gebruikt hiervoor bliksemstroomafleiders en overspanningsafleiders. Bliksemstroomafleiders zijn in staat een grote energie af te voeren zonder beschadiging van de installatie. Aansluitend hebben de overspanningafleiders als taak de eind-apparatuur te beveiligen. De bliksemstroomafleiders moeten zo dicht mogelijk bij de ingang van het elektrisch systeem in het gebouw worden gemonteerd, de overspanningsafleiders zo dicht mogelijk bij de te beveiligen toestellen. Met de Red Line en Yellow/Line biedt DEHN + SÖHNE onderling aangepaste overspanningsafleiders. Dit modulaire systeem laat toe de beveiligingsconcepten tegen bliksem en overspanningen, voor elke industrietak en dienst-verlenende onderneming, onder optimale kostenbeheersing in praktijk te brengen, ongeacht de grootte van de installatie. Verhoogde exploitatieveiligheid. Overspanningsbeveiliging in de industrie. Industriële automatisering is in de meeste productie omgevingen standaard aanwezig. Een stilstand van de productie brengt de onderneming, doordat een verzekering tegen Schematisch overzicht van beveiligingsinstallatie. exploitatieverlies dikwijls niet of slechts in beperkte mate is voorzien, enorme schade toe. De beveiliging tegen overspanningen verhoogt de exploitatieveiligheid. Om de exploitatieveiligheid te verhogen moet men de inkomende en uitgaande leidingen en kabels lokaliseren en beveiligen. Het schema toont een voorbeeld van elektrische voeding en data transmissie via Profibus en Industrial Ethernet. Voor de elektrische voeding moet in de eerste plaats rekening worden gehouden met de te verwachten kortsluitstroom. De gecoördineerde bliksembeveiliging DEHNbloc Maxi schakelt prospectieve kortsluitstromen tot 50 ka veilig af en voorkomt hiermee het uitschakelen van de voorgeplaatste zekeringen. BLITZDUCTOR CT, uitgerust met de modulen B beveiligt de dataleidingen ook in geval van directe bliksem-inslag. Potentiaaleilanden vormen. Om het even of het om PLC of AS-interfaces, sensoren/actuatoren of Ex barrières gaat, één regel blijft geldig: optredende overspanningen moeten evenwichtig in het systeem en op alle aangesloten lijnen potentiaal vereffend worden een potentiaaleiland wordt gevormd. Beveiligingen zoals VNH, SPS-Protector en DEHNrail vervullen deze functie aan netzijde. Voor de dataleidingen kunnen bijvoorbeeld DEHNconnect, DEHNpatch, de overspanningsafleider-module AS-i of de overspanningsafleider-adaptor FS de overspanningen binnen enkele microseconden opheffen. In combinatie met een potentiaalvereffeningsnetwerk en een aardingssysteem kunnen defecten en bedrijfsonderbrekingen ingevolge overspanningen worden vermeden. Een investering die zich loont. solar industrie 11

12 Actie Industrie 4A :23 Pagina 12 Netwerken, standaardveldbussystemen hoe zit dat? Veldbus is de algemene term voor digitale datacommunicatienetwerk dat wordt gebruikt in de industriële automatisering en besturingssystemen waarbij de te overbruggen afstanden en de communicatie intensiteit sterk kunnen verschillen. Met behulp van een veldbus kunnen sensoren en actuatoren aan elkaar worden gekoppeld. Vervolgens kunnen ze worden bestuurd met een besturingseenheid (bijvoorbeeld een PLC). De software op de besturingseenheid verwerkt de informatie van de sensoren en zet deze om in een handeling. De handeling wordt uitgevoerd door een actuator. Veldbussen worden gebruikt voor de besturing van een productieproces. De normenreeks IEC beschrijft hoe het ISO/OSI model voor een scala aan veldbussen is ingericht. IEC omvat profielen voor continue en discrete productie in relatie tot het gebruik van veldbus in industriële regelsystemen. IEC gaat over functieblokken voor veldbussen en de EDDL (Electronic Device Description Language). In een productieproces moet worden gemeten, gestuurd en geregeld. Hiervoor worden sensoren en actuatoren gebruikt, in de procesindustrie vaak meetwaardezenders of transmitters en corrigerende organen of valves genoemd. Al deze onderdelen worden tegenwoordig door middel van kabels met een stuur- of regeleenheid verbonden. Bij uitgebreide processen kan dit tot zeer veel kabels leiden. Daarnaast kunnen verschillende besturingseenheden van deelprocessen door middel van een apart netwerk met een hoofdbesturingseenheid worden verbonden, die de onderlinge communicatie verzorgt. Op deze manier kan een totaal productieproces vanaf de werkvloer tot aan het management in verschillende lagen worden ingedeeld. Tussen deze lagen zijn netwerken aangebracht om de benodigde productiegegevens te transporteren. Als voordeel van het gebruik van een veldbus wordt vaak de bezuiniging op bekabeling genoemd. Maar er zijn nog meer en sterkere voordelen die een veldbus kan bieden. Door meer intelligentie in veldapparatuur is het mogelijk diagnostiek van de transmitter en zijn omgeving alsmede onderhoud via het netwerk uit te voeren. Daarnaast geeft de gedachtegang over de echt verdeelde regelfuncties in de veldapparatuur (transmitters en kleppen) een andere kijk op de betrouwbaarheid van de totale installatie. Besturingssystemen van productieprocessen moeten snel betrouwbaar reageren op de signalen die uit het proces komen. Bussystemen zijn een onderdeel van het besturingssysteem en bepalen hierdoor mede de betrouwbaarheid. Indien we schematisch kijken naar de verschillende bussystemen (zie tabel) dan zien we dat Ethernet IP als enige inzetbaar is van bit tot kantoorniveau hetgeen toekomstperspectief in zich draagt. Voeg bij dit gegeven de merkonafhankelijke inzet van Ethernet IP hardwarecomponenten in combinatie met veiligheid over het netwerk en de toon voor de toekomst is gezet. De verschillende lagen en de tussen liggende netwerken zijn als volgt in te delen: Management ondersteuning - Fabrieksnetwerk of fabrieksbus Supervisie productieprocessen (Scada) - Procesnetwerk of procesbus Besturing- en regeling van het productieproces - Actuator/sensornetwerk, actuator/sensorbus, instrumentatie, sensoren en actuatoren 12 solar industrie

13 Actie Industrie 4A :23 Pagina 13 Resumé: de keuze van een bussysteem wordt bepaald door de volgende factoren: Transportcapaciteit Reactie- of responsietijd Het aantal aan te sluiten deelnemers De lengte van de toe te passen kabel Betrouwbaarheid en bedrijfszekerheid Standaardisatie Hulpmiddelen Verkrijgbaarheid diversificatie van producten Ondersteuning door de leverancier Kosten van aanleg en onderhoud Type Ethernet Profibus FMS / DP AS-Interface DeviceNet Topologie Bus Bus Bus Bus Netwerk CSMA/CD Logical token ring, Master/slave CSMA/ndba management (IEEE spec.) master/slave Protocol / fabrikant Conf. to MAP3.0/ Siemens Siemens Rockwell TCP/IP,UDP/IP Communicatie COAX,10BASE5, Twisted pair Coded flatcable Twisted pair medium UTP Netwerk snelheid 100MBit/s FMS < 500kBit/s cycletime 125/250/ DP < 12MBit/s < 5ms 500kBit/s Netwerk afstand Max. 2.5km Max. 1.2km Max 0,3 km Max 3 km Type MELSECNET/10/10H CANopen CC-Link Topologie Ring bus Bus Bus Netwerk Floating Consumer Master/slave management master Producer Broadcast Protocol Mitsubishi CANopen (Schneider) Mitsubishi Communicatie medium Coax,Fibre-optics Twisted pair Twisted pair (optical opt.) Netwerk snelheid 10MBit/s 1 Mbit/s 0.15/0.62/2.5/ 5/10MBit/s Netwerk afstand Max. 30km Max. 1,2 km 1.2km (13,2Km) solar industrie 13

14 Actie Industrie 4A :23 Pagina 14 De tien geboden van EtherNet/IP Eén van de belangrijkste trends op dit ogenblik is de introductie van volledig open communicatie tussen automatiseringssystemen. En er bestaat geen twijfel aan: de snelst groeiende ontwikkeling die dit mogelijk heeft gemaakt is de introductie van Ethernet in het industriële milieu. Deze introductie heeft grote invloed gehad op de sector. Maar lost Ethernet echt alle problemen op? deze informatie over te dragen, maar zij moeten ook hardware- en softwareaspecten, zoals switches, routers en firewalls, niet vergeten. Er wordt vaak gezegd dat kant-en-klare commerciële Ethernet en IP (Internet Protocol) oplossingen het determinisme (voorspelbaarheid) missen dat nodig is voor industriële automatisering. Om deze vermeende tekortkomingen te overwinnen, is er een aantal Ethernet of op Ethernet gebaseerde communicatieprotocollen ontworpen voor industrieel gebruik. Eén daarvan EtherNet/IP is de optimale combinatie van een industrieel controle-netwerk met de openheid en flexibiliteit van een standaard Ethernet. EtherNet/IP maakt daarbij gebruik van bestaande Ethernet-technologie, dus zonder de inzet van speciale types industriële netwerk-switches. Ethernet op de werkvloer werkt wel degelijk, maar het moet ook kosten-efficiënt kunnen. Die efficiëntie is makkelijk te bereiken omdat de automatiseringssystemen nu toegevoegd kunnen worden aan een bestaande netwerk-infrastructuur. Rockwell Automation, de grootste van de leveranciers van EtherNet/IP apparatuur en -oplossingen stelt een eenvoudige controlelijst voor, voor bedrijven en individuele professionals die een beslissing in deze materie moeten nemen. STAP 1: BEGRIJP DE VEREISTEN VAN HET SYSTEEM Zonder begrip van wat u eigenlijk nodig heeft, en nog belangrijker wat u wilt bereiken, kan de installatie over- of ondergespecificeerd worden, of, uiteindelijk niet geschikt zijn voor uw gebruik. Het is belangrijk te bepalen wat voor soort besturing op de werkvloer nodig is en hoe dat te integreren is in een IT-netwerk. Zowel huidige vereisten als toekomstige uitbreidingen, moet worden overwogen. De prestatie van het netwerk is een andere belangrijke kwestie voor het systeem. De hoeveelheid data die over het netwerk wordt vervoerd en hoe snel die data kan veranderen, heeft een grote invloed op de netwerkarchitectuur. Met Ethernet is dit niet alleen beperkt tot data voor automatisering, maar alle data nodig om een bedrijf draaiende te houden. De gebruikers moeten niet alleen beslissen welke media gebruikt zal worden om al STAP 2: LEER DE SYSTEEMOMGEVING KENNEN Door de omgeving waarin het systeem zal functioneren goed te leren kennen, krijgt u een idee van het niveau van complexiteit. De belangrijkste vraag die u moet stellen is: wordt uw automatiseringssysteem geïntegreerd (vrije uitwisseling van alle soorten data), verbonden (alleen uitwisseling van automatiseringsdata) of geïsoleerd (geen uitwisseling van informatie) met/van het IT-systeem? Alleen door deze vraag te stellen, kunt u beoordelen welke voordelen het beoogde systeem zal bieden en welke complexiteit het zal hebben. STAP 3: BRENG IT OP DE HOOGTE Automatiseringssystemen creëren een grote hoeveelheid I/O besturingsdata een datastroom die de rest van de IT-activiteiten kan beïnvloeden. Een goede opzet en uitvoering van het netwerk helpt bij het oplossen van al deze problemen, maar IT afdelingen kunnen die stappen niet ondernemen als zij niet weten wat er op de werkvloer in de fabriek gebeurt. Dit geeft u de gelegenheid om andere interne punten aan te pakken die mogelijk ook naar voren komen.van wie is het netwerk? Wie is er verantwoordelijk voor het onderhoud? Wie wijst IP- adressen toe? STAP 4: SEGMENTEER NETWERKEN OP DE JUISTE MANIER Het is belangrijk om de datastroom op de juiste manier te segmenteren. Dat zal niet alleen het beheer van het netwerk eenvoudiger maken, maar het verhoogt ook de beheersbaarheid van het netwerk. Het is ook mogelijk om op dit niveau veiligheidskwesties te behandelen. Segmentatie kan op twee manieren worden bereikt: een fysische segmentering, zoals met een switch, of er kunnen logische segmenten worden gecreëerd met behulp van een Virtual Local Network (VLAN) of IP-subnetten. STAP 5: GEBRUIK GEEN HUBS Hubs of repeaters kunnen leiden tot data collisions een bijzonder vervelende kwestie voor besturingsnetwerken. 14 solar industrie

15 Actie Industrie 4A :23 Pagina 15 Daarom zijn switches en routers aan te bevelen. Een switch maakt niet alleen collisions onmogelijk, maar verdeelt ook het dataverkeer binnen een IP-subnet, terwijl routers helpen netwerken en dataverkeer te segmenteren. STAP 6: KIES DE SWITCH MET DE JUIST EIGENSCHAPPEN Stel uzelf deze vragen: wat moet de switch verwerken? Past deze in het netwerk? En welk sort data behandelt hij (administratief of industrieel)? Het is ook belangrijk om in dit stadium te bepalen wat de precieze eisen zijn, welk type switch wordt aanbevolen en alle andere elementen die op een verlanglijstje kunnen staan. Er zijn een aantal punten die absolut vereist zijn voor EtherNet/IP-switches, waaronder: full duplexcapaciteit op alle poorten, IGMP-snooping, multicastverkeer beperken tot alleen die poorten die tot een specifieke IP-multicast groep behoren; en het port mirroring ttz, de mogelijkheid om een dataverbinding te dupliceren en uit te splitsen naar een andere poort (Vooral handig bij het bekijken van een probleem). Industrie switches die aan deze vereisten voldoen zijn verkrijgbaar bij Solar. STAP 7: KIES EN INSTALLEER DE JUISTE MEDIA Zorg ervoor dat het juiste type media voor dataverkeer wordt gebruikt. Gebruikers kunnen kiezen uit twee media, die elk hun eigen voordelen hebben, afhankelijk van de toepassing. CAT 5e en 6 koperkabels en connectoren worden aanbevolen voor industrieel gebruik. UTP (Unshielded Twisted Pair) is een geode algemene keuze, terwijl STP (Shielded Twisted Pair) meer specifiek wordt aanbevolen voor metalen buizen en een omgeving met veel electromagnetische interferentie (noise). Het is belangrijk om slechts één kabeleinde te aarden. Optische vezels zijn nog beter als bescherming tegen noise en als uw switches zich verder van elkaar bevinden. "Single mode" optische kabel levert minder signaalverzwakking op en is geschikt voor toepassing bij aanzienlijk langere afstanden. "Multimode" optische kabel biedt grote bandbreedte met grote snelheden over middellange afstanden en is meer het optisch medium voor algemeen gebruik. STAP 9: DENK AAN MOGELIJKE VEILIGHEIDSASPECTEN In netwerken die tegelijkertijd verschillende soorten dataverkeer verwerken, kan informatie ongewild verder verspreid worden. Daardoor kan beveiliging een zwak punt worden. Als dit vanaf het begin correct beheerd wordt, is er geen reden waarom een Ethernetnetwerk minder veilig zou zijn dan een veldbus op dit ogenblik is. Standaard Ethernet is zelfs een belangrijk middel om bedrijfskritische data en systemen veel veiliger te maken! Standaard Ethernet wordt ook beter ondersteund door een breed scala aan consulenten (waaronder Rockwell Automation), die goed gekwalificeerd zijn om u te helpen. STAP 10: AARZEL NIET OM OM HULP TE VRAGEN Binnen het Solar assortiment hebben onder andere Hirschmann en Rockwell Automation een grote ervaring en veel kennis in huis als het gaat om automatiseringsinstallaties en de daarmee verbonden hardware, software en media voor het netwerk. Bedrijven die naar een industrieel Ethernet willen overstappen, kunnen hun voordeel doen met deze kennis, omdat uw vragen waarschijnlijk al zijn beantwoord. Vergeet niet: EtherNet/IP is niet moeilijk het is gewoon anders! Een belangrijke opmerking tot slot Ethernet is zeer veelzijdig en vervult een aantal functies die veldbussen niet bieden. Ethernet biedt echter niet alle mogelijkheden van de typische controle-netwerken (zoals bijvoorbeeld ControlNet of DeviceNet).Daarom zal een industrieel Ethernet niet altijd de meest geschikte keuze zijn voor specifieke meet- en regeltoepassingen. Industrieel Ethernet heeft het in zich middels een echt open protocol onafhankelijk (hardware!) te zijn "tussen" de verschillende netwerken. Rockwell Automation heeft ongeëvenaarde ervaring en kennis op het gebied van automatiseringsinstallaties en de daarmee verbonden netwerk-hardware, -software en -media Ethernet op de werkvloer werkt wel degelijk, maar moet ook kostenefficiënt kunnen STAP 8: BEGRIJP DE BEPERKINGEN VAN EINDAPPARATUUR Het is weinig waarschijnlijk dat het dataverkeer over een infrastructuur van 100 Mbps of 1 Gbps de oorzaak van knelpunten zal vormen. In netwerken met een grote bandbreedte, zoals Ethernet, zijn prestatiebeperkingen vrijwel altijd te wijten aan het verwerkingsvermogen van de eindapparatuur. Daarom moeten leveranciers van eindapparatuur informatie geven over prestaties en regels voor het berekenen van hun apparaten. Eindgebruikers moeten vervolgens alle apparatuur opnemen in de berekeningen van het hele systeem niet alle eindapparatuur heeft namelijk dezelfde mogelijkheden. solar industrie 15

16 Actie Industrie 4A :23 Pagina 16 Netwerken met Mitsubishi Industriële netwerken worden gebruikt bij vrijwel alle productieprocessen en worden toegepast in de gehele automatiseringspiramide, van veldniveau tot aan koppelingen naar SCADA en MES. Hardware van Mitsubishi Electric staat bekend om de hoge kwaliteit en betrouwbaarheid. Het is ook niet voor niets dat Mitsubishi de IMS award - Motor drive leverancier van het jaar - heeft gewonnen. Maar kwaliteit in hardware alleen is niet genoeg. Omdat Mitsubishi Electric er naar streeft zo veelzijdig mogelijk te zijn adopteert ze de laatste technologieën en netwerken. Mitsubishi ondersteunt alle bestaande open netwerken, zoals Profibus, Devicenet, CanBus, AS-Interface, Lon-works en Modbus en heeft daarnaast haar eigen superieure open netwerk CC-Link. Dit netwerk is wereldwijd beschikbaar en in de industriële markt een begrip. Andere Mitsubishi netwerken zijn MELSECNET, en het motion gerelateerde SSCNET. Vooral populair in Europa is het uitmuntende MELSECNET. Dit uitgebreide en volledige netwerk is snel, eenvoudig en redundant. Als een van de belangrijkste leveranciers van industriële producten speelt Mitsubishi Electric altijd in op trends uit de markt. Zo ontwikkelde Mitsubishi Electric een Modbus TCP/IP master om aan de wens van een open protocol via ethernet te kunnen voldoen. Dit zal zeker niet de laatste netwerk module zijn die Mitsubishi Electric voor de snel veranderende industriële markt zal ontwikkelen. Wat maakt CC-Link zo bijzonder? CC-Link, het netwerk van winnaars, is het open netwerk voor machinebouwers die over de gehele wereld exporteren en is wereldwijd bekend en verkrijgbaar. Meer dan 3 miljoen nodes zijn al geïnstalleerd, een groot aandeel hiervan is geplaatst in China. Het land dat op weg is een van de grootste productielanden ter wereld te worden. CC-Link is dan ook één van de weinige netwerken, dat gecertificeerd is aan de Chinese nationale GB-standaard. De configuratie gaat helemaal menu gestuurd. Het enige wat de programmeur doet, is het bepalen van het aantal remote en slave stations, en op welke devices dat betreffende station gaat communiceren; Transparant netwerk: de PLC s kunnen direct over het netwerk worden geprogrammeerd en gevisualiseerd, ook wanneer de combinatie ethernet en CC-Link wordt toegepast; De programmeer software is standaard voorzien van diagnose over het netwerk. Slave status, master errors en netwerkprestaties gaan direct via de master, zonder dat hiervoor extra software of hardware voor de PC moet worden aangeschaft; In ieder netwerk is altijd een master aanwezig, zodat het netwerk stil ligt, wanneer de master om welke reden dan ook niet werkt. Aan het CC-Link netwerk kan een stand-by master worden toegevoegd, diealle taken overneemt mocht het primaire station off-line gaan. Tip: leveranciers zoals Belden, Leoni en Lapp hebben CC- Link gecertificeerde kabels waarbij de netwerkkabel en voedingskabel in één kabel te verkrijgen zijn, zodat de voeding voor de slaves direct kan worden aangesloten zonder een aparte kabel te gebruiken. Het volgende maakt CC-Link superieur: Het netwerkbereik kan worden uitgebreid tot 13,2 km. Bekabeling is door RS485 zonder speciale connectoren goedkoop en snel. Uitwisseling van grote hoeveelheden data is snel en zeker. Toevoegen van slave stations aan het netwerk tijdens bedrijf (online). "Hot Swap" voor uitwisseling slave stations van hetzelfde type. Deterministisch netwerk voor betrouwbare real-time besturingen. De configuratie en programmering van communicatie elimineert het gebruik van slave kenmerkende files, zoals bijvoorbeeld GS, ESD, GSE, etc. CC-Link safety: Wanneer men werkt met machines en robots, bestaat er altijd risico op verwondingen. Daarom is een safety systeem noodzakelijk, dat via sensoren detecteert of mensen een gevaarlijk gebied betreden, en direct een veiligheidsstop van de machine bewerkstelligt. CC-Link Safety stelt de gebruiker in staat om een safety systeem te configureren dat conform is aan de IEC61508 SIL 3 en de ISO I categorie 4 normeringen. Door het toevoegen van een safety layer bovenop het CC-Link protocol is het netwerk niet alleen compatibel met het bestaande CC- Link netwerk, maar zeer kosteneffectief door het hergebruiken van bestaande bekabeling en engineering. CC-Link safety heeft dezelfde high speed response als het traditionele CC-Link netwerk, dat weer een stuk sneller is dan de 16 solar industrie

17 Actie Industrie 4A :23 Pagina 17 bestaande netwerk gebaseerde safety systemen. MELSECNET/10/25H, de combinatie van eenvoud en betrouwbaarheid Het gehele netwerk wordt geconfigureerd door het invullen van parameters in het master station. Indien u elk station dezelfde hoeveelheid data wilt laten versturen, wordt met één druk op de knop het gehele netwerk geconfigureerd. Om het netwerk te programmeren of testen hoeft u geen speciale hardware, software of slave informatie files (bijvoorbeeld GS, ESD, GSE, etc.) te installeren. Om het netwerk te laten functioneren kent u alleen stationnummers en een databereik toe aan elke gebruiker van dit netwerk. Het programmeerpakket voor de Mitsubishi PLC s is uitgerust met diagnose- en testfuncties voor verschillende netwerken, waaronder ook voor MELSECNET. Met deze tools is dit netwerk eenvoudig te controleren en te optimaliseren. U kunt bijvoorbeeld controleren of beide redundante glasvezelverbindingen functioneren. MELSECNET is een volledig transparant netwerk, zodat u Maximale netwerklengte 30 km. Eenvoudige configuratie. Transparant netwerk. Floating master. Ethernet, ethernet in de veldbus technologie Ethernet heeft de voorkeur wanneer communicatie met een andere Ethernet server/client zoals een SCADA pakket gewenst is. Het compacte FX3U Ethernet met 8 poorten biedt de system Q ethernet kaarten extra mogelijkheden zoals: Het programmeren of stellen van diagnose van een PLC in dit of ander onderliggend netwerk. Het ontvangen en versturen van berichten. Een FTP server (o.a. downloaden van data). Het direct instellen van de DNS servers. 16 poorten voor communicatie met randapparatuur. MELSECNET netwerk mogelijkheden via ethernet. Webserver communicatie via A.S.P. Fixed buffer communicatie met andere PLC s van Mitsubishi of derden. vanaf elke PLC een andere PLC binnen dit netwerk kunt monitoren, programmeren of wijzigen. Beschikt een PLC over een tweede netwerk, zoals ethernet, dan kunt u met elke PC op het ethernet deze PLC en elke andere PLC binnen dit MELSECNET benaderen, zelfs al staat deze PLC 30 km verderop. De communicatie tussen alle stations wordt gerealiseerd door dubbele glasvezelbekabeling, zodat bij één of meerdere kabelbreuken in het systeem de communicatie gewaarborgd blijft. Als de snelheid van het netwerk belangrijker is dan de redundantie, kan de dubbele glasvezelbekabeling worden gebruikt om de snelheid te verdubbelen. Hierdoor vervalt wel de redundantie van de bekabeling. Worden meerdere PLC s via MELSECNET gekoppeld, dan beschikt het netwerk direct over één of meerdere stand-by stations. Stand-by stations nemen de taken van het master station bij een mogelijke uitval over. Eigenschappen MELSECNET/H Hoge snelheid netwerk 10 tot 25MB. Verwerking van grote hoeveelheden data. Betrouwbare en robuuste dataverwerking. Redundant. SSCNET, het basis netwerk voor uw motion SSCNET is de meest effectieve netwerkoplossing op het gebied van motion. Dit netwerk is volledig 'plug & play' en wisselt razendsnel data uit tussen verschillende servosystemen. Het is dus niet vreemd dat SSCNET al jaren de krachtige basis is van Mitsubishi's motion-oplossingen, waarbij 96 assen simultaan aangestuurd kunnen worden. Het System Q platform biedt de basis voor één compleet systeem. Op het basisrek kunnen 4 verschillende CPU's naast elkaar geplaatst worden. Meer eenvoudige applicaties tot 4 servo assen kunnen ook aangestuurd worden met behulp van positioneerkaarten van de QD75M serie. Ook deze modulen maken gebruik van het SSCNET netwerk om alle data uit te wisselen met de onderliggende servo systemen. Het SSCNET verzorgt namelijk niet alleen de aansturing van de module of de CPU, maar zorgt ook voor een centrale opslag van de parameters. Dit maakt het programmeren bij onderhoudswerkzaamheden overbodig. Met de nieuwste servo technologie kan nu ook de FX3U, de nieuwste compact PLC, het SSCNET bedienen. solar industrie 17

18 Actie Industrie 4A :23 Pagina 18 Wat kunt u van Mitsubishi verwachten: Binnenkort verschijnt een nieuw innovatief netwerk van Mitsubishi, "MELSECNET G". Dit nieuwe netwerk combineert de eenvoud en redundante mogelijkheden van MEL- SECNET met het welbekende kantoornetwerk ethernet. Het nieuwe MELSECNET G netwerk, gebaseerd op Ethernet TCP/IP, koppelt binnen één module de besturingslaag aan de kantooromgeving. Wat maakt MELSECNET G anders dan gewoon ethernet? Dit netwerk zorgt voor een scheiding in de netwerkbelasting, zodat de besturingslaag geen hinder ondervindt, wanneer het druk is op het kantoornetwerk. De bekabeling van de besturingslaag is dan ook een redundante glasvezelverbinding, waarbij verschillende modulen de taak van master op zich kunnen nemen. Een overzicht van netwerken die door Mitsubishi worden ondersteund: Ethernet Modbus serial en TCP/IP CC-Link Profibus DeviceNet AS-Interface MELSECNET CANopen SSCNET Lon Works Metasys N2 Control Net Type MELSECNET/10/10H CANopen SSCNet CC-Link Topologie Ring bus Bus Bus Bus Netwerk management Floating master Consumer Master/slave Master/slave Producer Broadcast Protocol Merkgebonden CANopen specific Merkgebonden Communicatie medium Coax,Fibre-optics Twisted pair Twisted pair Twisted pair (optical opt.) Netwerk snelheid 10MBit/s 1 Mbit/s 5,6 Mbit/s 0.15/0.62/2.5/ 5/10MBit/s Netwerk afstand Max. 30 km Max. 1,2 km 30 m 1,2 km (13,2 km) Type Ethernet Profibus FMS / DP AS-Interface Device Net Topologie Bus Bus Bus Bus Netwerk management CSMA/CD Logical token ring, (IEEE spec.) master/slave Master/slave CSMA/ndba Protocol Conf. to MAP3.0/ Conf. to DIN AS-interface specific Conf. to TCP/IP,UDP/IP Parts 1-3 DeviceNet Communicatie medium COAX,10BASE5, Twisted pair Coded flatcable Twisted pair UTP Netwerk snelheid 100MBit/s FMS < 500kBit/s cycletime 125/250/ DP < 12MBit/s < 5ms 500kBit/s Netwerk afstand Max. 2,5 km Max. 1,2 km Max 0,3 km Max 3 km 18 solar industrie

19 Actie Industrie 4A :23 Pagina 19 Ethernet/IP Een netwerk voor data en controle standaard omnipresent meer dan een veldbus De snelle opkomst van onder meer Internet technologie heeft de vraag naar informatie bij fabrikanten alleen maar doen toenemen. Fabrikanten willen niet enkel controle over hun industriële processen, maar vooral ook de informatie over die processen overal en altijd beschikbaar hebben. Informatie is een sleutelfactor voor bedrijven om productieprocessen te kunnen optimaliseren en te analyseren. Weten wie wat wanneer gedaan heeft, kunnen achterhalen waarom iets fout gelopen is, bijhouden van alarmen en events, informatie is van onschatbare waarde in het voortdurend streven naar optimaal rendement. Dit vereist een netwerk dat de integratie van controle, informatie en Internet technologie realiseert. Het moet op een eenvoudige manier de werkvloer met het bovenliggende bedrijfsnetwerk verbinden en daarbij het TCP/IP protocol ondersteunen voor directe connectie met het Internet. Een netwerk gebaseerd op Ethernet technologie is in dat opzicht ideaal, aangezien het reeds algemeen wordt ingezet naar een open communicatie technologie voor industriële toepassingen. Het wordt momenteel gebruikt op DeviceNet, ControlNet en Ethernet/IP netwerken. De grote kracht van CIP is dat het een protocol is dat zich enkel op de applicatie laag bevindt. Een gemeenschappelijk protocol op de applicatie laag elimineert de noodzaak om informatie te vertalen bij de overgang tussen verschillende netwerken. Dit stelt de gebruiker in staat voor iedere deelapplicatie het meest geschikte netwerk in te zetten, zonder zich zorgen te hoeven maken over extra hardware en programmering van onder meer servers en switches, die nodig zijn om traditionele netwerken met elkaar te laten communiceren. voor de implementatie van bedrijfsnetwerken. Bedrijven beschikken hierdoor reeds over de nodige expertise voor implementatie en onderhoud. Er is geen extra training nodig voor het controle-netwerk, het controle-netwerk en het datanetwerk gebruiken dezelfde componenten, koppeling is heel eenvoudig. De cost of ownership van het netwerk, dit zijn de totale kosten van het netwerk gedurende zijn volledige levensduur, worden hierdoor aanzienlijk gereduceerd. CIP op Ethernet technologie, kortweg Ethernet/IP, is de Ethernet oplossing voor controle netwerken, en realiseert directe integratie van de werkvloer met het bedrijfsnetwerk en internet, eenvoudig, altijd en overal. CIP Common Industrial Protocol Het Common Industrial Protocol is een standaard open industrieel protocol ontwikkeld als antwoord op de vraag Bij het inzetten van CIP, is alle routing en bridging reeds aanwezig in het netwerk. Van een sensor diep verborgen in een machine tot applicaties op het bedrijfsnetwerk: dankzij het gebruik van het CIP protocol op de verschillende netwerken wordt alles naadloos omgezet en geïntegreerd. Ethernet en Real Time Applicaties De grote uitdaging bij de ontwikkeling van een op Ethernet technologie gebaseerd controle netwerk is het real-time aspect. Met real-time wordt bedoeld dat communicatie tussen zender en ontvanger binnen een vooropgestelde maximale tijdsduur plaatsvindt. Men spreekt in dit geval ook over een deterministisch netwerk. Ethernet maakt gebruik van het CSMA/CD protocol (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) om data over het netwerk te versturen. solar industrie 19

20 Actie Industrie 4A :23 Pagina 20 Dit wil zeggen dat het protocol detecteert of er tijdens het versturen van een datapakketje geen botsingen plaatsvinden tussen verschillende gelijktijdige datapakketten van meerdere "zenders" op het netwerk. Als dit zou gebeuren, wordt de data iets later opnieuw uitgezonden. Het spreekt vanzelf dat Ethernet hierdoor een niet-deterministisch karakter krijgt. In tijdkritische applicaties - zoals bijvoorbeeld motion control toepassingen, waar communicatie tussen de controller en de drives maximaal enkele milliseconden mag duren - is het echter absoluut noodzakelijk dat de tijdsduur tussen zenden en ontvangen van informatie een bepaald maximum niet overschrijdt. Hoe kan Ethernet dan toch nog aanbevolen worden voor dergelijke toepassingen? Het antwoord op deze vraag is tweeledig. Enerzijds is Ethernet netwerk-apparatuur enorm geëvolueerd, anderzijds worden de aangesloten netwerkgebruikers ook steeds intelligenter en kunnen ze intelligentere diensten aanvragen bij het netwerk. Om ook op dat punt de problemen voor te zijn, biedt Ethernet/IP een uiterst elegante oplossing - elegant in die zin dat het real-time communicatie oplevert, mét tegelijkertijd behoud van standaard en wijdverspreide Ethernet netwerk apparatuur. CIP maakt nl. gebruik van de QoS (Quality of Service) eigenschappen van hedendaagse Ethernet netwerkswitches en wel door welbepaalde TCP en UDP poortnummers aan te wenden. Op die manier kunnen die netwerkswitches deze datastromen onderscheiden van netwerkverkeer afkomstig van andere toepassingen als , file transfer, administratieve database toepassingen, etc., en hen een voorkeursbehandeling geven. Op basis van de COS bits in de MAC adres header of van de DSCP waarden in een IP-header kunnen de netwerkswitches tot 8 resp. zelfs tot 64 verschillende wachtrijen opzetten. Die worden dan vervolgens in volgorde van prioriteit volgens een rotatie-mechanisme leeg gemaakt en de datapakketjes in die wachtrijen de één dus al wat sneller dan de ander worden verstuurd naar hun bestemming. Het real-time aspect van Ethernet/IP wordt op deze wijze bewerkstelligd door intelligente netwerkswitches in combinatie met "slimme" netwerkgebruikers die weten op welke manier ze de juiste vraag voor voorkeursbehandeling moeten stellen. Het grote onderscheid én voordeel van Ethernet/IP ten opzichte van andere op Ethernet technologie gebaseerde controle-netwerken (zoals ProfiNet, Ethercat, Ethernet Powerlink ) ligt dus in het feit dat Ethernet/IP 100% is gebaseerd op standaard Ethernet en TCP/IP technologie. Anders geformuleerd: het resultaat én het grote voordeel voor de eindgebruiker is dat voor de opbouw van het netwerk geen merkspecifieke hardware of software nodig is. Andere op Ethernet technologie gebaseerde controle netwerken, zoals Profinet, Ethernet Powerlink en EtherCAT, hebben specifieke hardware en/of software ontwikkeld voor de realtime applicaties. Algemeen hebben deze een communicatiemechanisme ontwikkeld bovenop het CSMA/CD protocol waardoor een 100% deterministische real-time communicatie gegarandeerd wordt. Ten eerste, netwerkapparatuur is geëvolueerd. Alhoewel nog steeds aanwezig, is het CSMA/CD principe in hedendaagse netwerkswitches enigszins vervaagd. Netwerkgebruikers zijn vandaag dikwijls met een directe en exclusieve kabel aan de switch verbonden. Die verbinding is bovendien dikwijls fullduplex uitgevoerd, d.w.z. dat zelfs tussen de 2 enige partijen die nog op die lijn ("Ethernet-segment ) aanwezig zijn, de eindgebruiker enerzijds en de switch anderzijds - ook al geen botsingen meer kunnen optreden, want ze hebben beide separate transmit en receive draden. Dit betekent In de hedendaagse praktijk dat er nog maar weinig tot geen databotsingen meer plaatsvinden op een Ethernet netwerk. Mocht er desondanks toch nog congestie optreden dan zal het binnenin de switch moeten zijn (of tussen switches indien het om een uitgebreider netwerk zou gaan), want alleen daar komt alle netwerkverkeer nog samen. Het grote nadeel van deze oplossingen is dat merkspecifieke hardware en/of software vereist is. Studies wijzen uit dat hoe meer specifieke hardware en software ingezet worden, hoe sneller de real-time communicatie kan plaatsvinden. Maar voor de gebruiker kan dit problemen opleveren bij de interconnectie met bestaande Ethernet netwerken, en wordt extra training en expertise van het IT-personeel vereist. Rockwell Automation heeft er strategisch voor gekozen dit pad niet te volgen. Belangrijk voor de gebruiker is niet hoe snel de communicatie plaatsvindt, wel of de communicatiesnelheid voldoet aan de vereisten van zijn specifieke applicatie. Daaraan gekoppeld biedt Ethernet/IP bovendien alle voordelen van het gebruik van standaard technologie. En in die wereld van netwerk-technologie gaat het snel: De steeds snellere ontwikkelingen op electronicagebied hebben er voor gezorgd dat Ethernet/IP real-time communicatie garandeert in het merendeel van de applicaties. Naast fullduplex Ethernet en UDP/TCP prioriteit, is er verder ook nog Gigabit Ethernet en zijn er recente product-ontwikkelingen naar 10 Gbps Ethernet. Ook IGMP snooping is een belangrijke factor op de netwerkswitch. Dit verzorgt optimalisatie van multicast data. Multicast data is data bestemd voor een bepaalde groep ont- 20 solar industrie