Cung cấp công nghiệp Foursight
Bồi dưỡng một mối quan hệ mở rộng giữa mức Field và mức MES


Lý do căn bản cho sử dụng Ethernet công nghiệp, ở một mức tối thiểu, để cho phép Công nghiệp 4,0 được nổi tiếng. Nó tạo ra sự minh bạch trong toàn doanh nghiệp, giảm bớt truy cập dữ liệu, cung cấp các giao diện chuẩn hóa, và các cơ chế của nó là rất quen thuộc. Nhưng Ethernet không phải là phần duy nhất của câu đố. Nó chỉ là một trong nhiều yếu tố cho phép, đặc biệt khi điều quan trọng là phải nhớ sử dụng đúng công cụ cho đúng công việc.

Tương tự, ‘nổi bật ngành 4.0’ không chỉ là một số cụm từ có tính chuyển động. Chắc chắn, trong vài năm qua có vẻ như những thuật ngữ như vậy chỉ là những từ khác nhau cho những gì chúng tôi đang cố gắng làm tất cả. Chỉ bây giờ là nó trở nên rõ ràng có thực sự là một cái gì đó đằng sau cuộc nói chuyện. Và dường như sự hội tụ của mạng công nghệ thông tin (CNTT) và mạng công nghệ hoạt động (OT) là chìa khóa. Nhưng điều đó thực sự có ý nghĩa gì? Từ quan điểm ISA95 cổ điển, điều đó có nghĩa là cấp Field và cấp MES đang gần nhau hơn.

Trong mô hình ISA95 truyền thống, Ethernet công nghiệp chỉ đóng một vai trò ở mức thấp nhất (OT) trong Field. Nó kết nối với mức điều khiển, sau đó giao tiếp với một MES (IT). Với Công nghiệp 4,0 (và Internet công nghiệp of Things) ranh giới giữa các mức được làm mờ. Điều đó nói rằng, mục tiêu chính trong mối quan hệ giữa cấp Trường và cấp độ Kiểm soát được hiểu rõ: chỉ đơn giản là chạy nhà máy. Do mạng IT và mạng OT hội tụ, mối quan hệ giữa cấp Field và cấp MES sẽ sớm mở rộng.

Đạt được OEE tối đa là mục tiêu chính của bất kỳ MES nào và ở đây một mối quan hệ mở rộng trực tiếp với cấp Field thông qua Ethernet công nghiệp có thể giúp ích. Theo định nghĩa, OEE là sản phẩm của ba biến: Tính khả dụng (A), Hiệu suất (P) và Chất lượng (Q) như vậy:

A×P×Q=OEE

Tính khả dụng cao (A) tương quan trực tiếp với thời gian hoạt động. Trong số những thứ khác, nó có nghĩa là: rút ngắn thời gian chết khi nó xảy ra và loại bỏ nó hoàn toàn. Thông qua chẩn đoán toàn diện, một Ethernet công nghiệp như PROFINET có thể xác định các lỗi không mong muốn bằng cách cung cấp thông tin đầy đủ / người / ở đâu / khi nào / như thế nào. Điều này có thể được cung cấp trong các thành phần mức điều khiển chung như PLC, HMI, hoặc hệ thống SCADA. Vì PROFINET có thể sử dụng TCP/IP cho các thông báo chẩn đoán, thông tin này có thể được lập trình để có sẵn ở bất cứ nơi nào được yêu cầu. Trên thực tế, những phương pháp này không có gì mới mẻ ở phía bên OT.

Vậy làm thế nào chúng ta có thể tiến một bước về mặt chẩn đoán trong bối cảnh của ngành công nghiệp 4.0? Câu trả lời là OPC UA. Hiện tại, trong PROFIBUS/PROFINET International (PI) chúng tôi đang làm việc siêng năng về đặc tả đồng hành giữa PROFINET và OPC UA. Một trong những lĩnh vực đầu tiên tập trung của chúng tôi là chẩn đoán. Bằng cách ánh xạ dữ liệu chẩn đoán PROFINET tới OPC UA, thông tin này có thể dễ dàng được tiêu thụ bởi các gói phần mềm CNTT như MES. Dòng thông tin chuẩn hóa này cuối cùng sẽ giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch.

Theo như Hiệu suất (P) là có liên quan, con đường là rõ ràng: chạy sản xuất theo tỷ giá nhằm tối đa hóa thông lượng. Đối với PROFINET, tốc độ mạng và tính quyết định luôn là ưu tiên. Giống như bất cứ điều gì, thông lượng chính nó là một phương trình phức tạp, và hiệu suất mạng chỉ là một phần. Nhưng duy trì một cơ sở hạ tầng mạng mở trong khi đồng thời cung cấp hiệu suất cao là không có gì mới.

Vậy làm thế nào chúng ta có thể tiến thêm một bước về hiệu suất mạng trong bối cảnh mạng IT/OT hội tụ? Câu trả lời là Time Sensitive Networking (TSN). Các kỹ thuật đã cho phép các mạng PROFINET có hiệu suất cao và mở kể từ đầu những năm 2000 đang trở thành các tiêu chuẩn IEEE Ethernet. Cuối cùng, TSN sẽ trở thành lớp đầu tiên trong nền tảng của một mạng IT/OT hội tụ. Và vì PROFINET dựa trên Ethernet không được sửa đổi tiêu chuẩn, vì TSN được tích hợp vào Ethernet, các tính năng này miễn phí, có thể nói vậy.
Sự kết hợp của PROFINET cộng với OPC UA cộng với TSN cung cấp một công thức để thành công trong mối quan hệ ngày càng tăng giữa mức Field và MES của ISA95 thông thường. Điều này đặc biệt đúng theo áp lực ngày càng tăng của ngành công nghiệp 4.0. Điều này đã xảy ra hôm nay: các thiết bị hiện trường đang được sản xuất với các khả năng OPC UA. Nó cung cấp các phương tiện truyền thông cho luồng thông tin trực tiếp đến mức MES. Tài nguyên Ethernet công nghiệp sẽ bị đánh thuế là kết quả của số tiền tăng này trong lưu lượng truy cập mạng không liên quan đến kiểm soát. Mặc dù về mặt kỹ thuật không có gì mới, TSN sẽ giúp đảm bảo mục đích chính của Ethernet công nghiệp (kiểm soát nhà máy thông qua PROFINET) vẫn không bị ảnh hưởng trong khi cho phép nó làm được nhiều hơn trong tương lai.

Michael Bowne, phó Chủ tịch của hiệp hội PI



Tin mới
Sản phẩm & dịch vụ
Sự kiện
Hoạt động
Copyright by Industrial Automation Magazine Vietnam
Sponsor by: Ministry Of Industry and Trade (MOIT)
All rights reserved of IAVIETNAM.net
Add: 224 Dien Bien Phu st, Ward 7, District 3, HCMC
Tel: +84 903 013616
Email: info@iavietnam.net