facebook
Exkluzivní partner sekce
Tematické sekce
 
Branžové sekce
Přehledy
 
Tematické seriály
 

GDPR

General Data Protection Regulation zásadně mění zpracování osobních údajů a zavádí nové povinnosti...

články >>

 

Jak uřídit IT projekt a nezbláznit se

Užitečné tipy a nástroje pro řešení problémů řízení inovací a vývoje produktů...

články >>

 

Industry 4.0

Průmysl 4.0

Jaký vliv bude mít čtvrtá průmyslová revoluce na výrobu a výrobní firmy?

články >>

 

Komplexní svět eIDAS

O nařízení eIDAS již bylo mnoho řečeno i napsáno. A proto jediné, o čem...

články >>

 

Trendy v CRM

Systémy pro řízení vztahů se zákazníky (CRM) prochází v posledních letech výraznou změnou. Zatímco dříve...

články >>

 

Příručka úspěšného IT manažera

Dnes je řada IT manažerů opomíjena. Úspěšní bývají brouci Pytlíci a Ferdové...

články >>

 
Partneři webu
Compas automatizace
IT řešení pro výrobní podniky 2 , Plánování a řízení výroby

Jak na interoperabilitu v průmyslovém prostředí?

Jan Bezdíček


Rockwell AutomationO průmyslové revoluci spojené s IIoT (průmyslový internet věcí) se toho již napsalo mnoho. Méně často diskutované je však technické pozadí, které propojení zařízení v průmyslovém prostředí umožňuje. Snadná interoperabilita a konektivita je přitom naprostým základem pro dosažení plné a bezproblémové integrace.


V minulosti nebylo vůbec jednoduché umožnit přímou komunikaci mezi např. sensorem a informačním systémem zajišťujícím analýzu chování daného procesu. Když se podíváme na typickou architekturu většího řídicího systému, tak v ní nalezneme tři vrstvy – vrstvu senzorů a jednoduchých zařízení (jedná se např. o motorové startéry či elektronická ochranná relé), řídicí vrstvu s PLC, operátorskými panely či inteligentními frekvenčními měniči a vrstvu informačních systémů. Každá tato vrstva má rozdílné požadavky na objemy přenášených dat, rychlost a determinismus. Dřívější přístup byl tyto rozdílné požadavky řešit specializovanými sítěmi, obzvláště na úrovni spodních dvou vrstev. Navíc každý větší dodavatel technologie doporučoval jím preferovaný způsob integrace. V průmyslové praxi se tak dnes setkáme s mnoha různými datovými sítěmi a protokoly. Interoperabilita a rozšiřitelnost takto navržených a realizovaných systémů je, a ještě dlouho bude, noční můrou všech systémový integrátorů a koncových vlastníků takových řešení.

Tento stav byl již před nástupem Průmyslu 4.0 a IIoT neudržitelný. Co tedy s tím? Hledalo se univerzální řešení podobné tomu, které již léta existovalo na úrovni informačních a kancelářských systémů – Ethernet. Přičemž na samotný Ethernet se dlouho pohlíželo jako na standard (resp. rodinu standardů, viz níže), který díky svým vlastnostem (z principu nedeterministický, nepodporující předávání zprav v reálném čase, relativně drahý atd.) není do průmyslového prostředí vhodný.

Nicméně faktory jako nástup nových technologií (zejména inteligentních switchů), změny v topologii sítí (od stromové topologie k hvězdicové), plně duplexní provoz, vyšší přenosové rychlosti a lepší cenová dostupnost učinily časem z Ethernetu zajímavé řešení i pro komunikaci na úrovni spodních dvou vrstev řídicího systému.

Nemodifikovaný Ethernet a EtherNet/IP

Než se dostaneme k využití Ethernetu v průmyslových aplikací je dobré si ještě říci, co vlastně pojmem Ethernet rozumíme? Striktně vzato je Ethernet definován normou IEEE 802.3 a představuje realizaci dvou spodních vrstev referenčního komunikačního síťového modelu OSI (fyzickou a linkovou). V průmyslové praxi se jako fyzické medium nejčastěji používá metalická kroucená dvojlinka, případně optický kabel.

Ethernet je ale často chápán i trochu šířeji ve smyslu technologie umožňující připojení k Internetu, tedy včetně protokolů síťové a transportní vrstvy, zejména protokolů IP, TCP a UDP.

Již výše jsem naznačil, jaké důvody vedly k tomu, že se o Ethernetu začalo více uvažovat i pro použití v průmyslovém prostředí. Nicméně klíčové nedostatky Ethernetu, tedy chybějící podpora přenosu dat v reálném čase a nedeterminismus, se tím nepodařilo zcela vyřešit. Hledala se tedy řešení, která by tyto potřeby průmyslových aplikací zajistila. Dnes máme taková řešení principiálně tři. Vzhledem k omezenému prostoru se nebudeme moct detailněji zabývat rozdíly, ale na úvod postačí říci, že pouze jedno řešení, v literatuře označované jako „nemodifikovaný Ethernet“, využívá bez jakýchkoliv úprav standardu Ethernet i nadřazených protokolů TCP/IP a UDP. Ostatní dvě řešení vyžadují úpravu standardních protokolů či dokonce HW. Pouze tedy standardy pro přenos dat v průmyslovém prostředí stavějící na nemodifikovaném Ethernetu nevyžadují žádné úpravy infrastruktury (rozumějte např. speciální switche, routery apod.), mohou jednoduše koexistovat s ostatními existujícími protokoly, a co je nejdůležitější z pohledu IIoT, dovolují bezproblémovou integraci a interoperabilitu. Jedním z takových standardů, které vycházejí plně z principů nemodifikovaného Ethernetu, je i standard EtherNet/IP, což je otevřený standard spravovaný asociací ODVA. Podrobnosti o asociaci ODVA a další detaily o protokolu EtherNet/IP je možné nalézt na stránkách https://www.odva.org/.

EtherNet/IP logo

Jan Bezdíček Jan Bezdíček
Autor článku působí na pozici Director of Research & Development ve společnosti Rockwell Automation, která je zakládajícím členem asociace ODVA a dlouhodobě podporuje a využívá všech výhod EtherNet/IP.
Chcete získat časopis IT Systems s tímto a mnoha dalšími články z oblasti informačních systémů a řízení podnikové informatiky? Objednejte si předplatné nebo konkrétní vydání časopisu IT Systems z našeho archivu.

Inzerce

S obrovským nárůstem dat by mohla pomoci umělá inteligence

LenovoO chytrých technologiích, IoT zařízeních a umělé inteligenci (AI) slýcháme poměrně často v nejrůznějších souvislostech. Pomalu ale jistě pronikají nejen do našich soukromých životů, ale také do fungování ve firmách. Málo se už ale mluví o jejich počtech a také o množství dat, která tato zařízení produkují. Obě hodnoty přitom neustále rostou.