Teollinen Ethernet | Profinet, Powerlink & Co.

Das Teollinen Ethernet on yhä enemmän vakiinnuttanut asemansa Ethernet-standardin jatkeena Industry 4.0 -ympäristöissä. Vaikka perustaminen kenttäbussit vajoaa, markkinat kasvavat Profinet, Ethernet/IP, Ethercat ja kaikki muut teollisuusverkot. Kasvavat IIoT-sovellukset vaativat kuitenkin yhä enemmän. OPC UA und TSN pitäisi ratkaista tämä ja patentoitu protokollaongelma. Täältä näet, miten Industrial Ethernet kehittyy edelleen.

Pitoisuus

• Industrial Ethernet – kehitys ja trendit
  • Powerlink, Profinet & Co tänään
  • Kasvua edelleen Industrial Ethernetille
  • Ennätysarvot Profinetille ja IO-Link 2023:lle
  • Teollisuusverkot korkean suorituskyvyn infrastruktuurille 4.0
  • Profinet, IO-Link, Profisafe ja Profibus -kehitys 2019
  • Verkkoliitäntä reaaliaikaisen Ethernet-yhteystekniikan käyttöön
  • Tasainen siirtyminen Profibuksesta Profinetiin
  • Yksinkertaisesti Profibusista Profinetiin sovittimen avulla 
  • Oppimista Profibusista Profinetille
• Häufig gestellte Fragen

Industrial Ethernet – trendit ja kehitys

Nykyiset Industrial Ethernet -ratkaisut on suunniteltu toimimaan luotettavasti vaativissa teollisuusympäristöissä, joissa melu, lämpötilan vaihtelut ja sähkömagneettiset häiriöt vaativat entistä järeämpiä rakenteita. Mutta tämän päivän tärkein ominaisuus on tämä reaaliaikainen ominaisuus, jota tarvitaan sovelluksissa, kuten liikeohjauksessa. Teollisten esineiden Internet (IIoT) -laitteiden integrointi on myös tärkeää nykyään, koska anturit ja laitteet verkotetaan suuressa mittakaavassa, jotta ne voivat kerätä dataa analysointia, prosessin optimointia ja kunnossapito tarjota. Tekniikka on myös skaalautuva ja voi tukea pieniä ja suuria Ethernet-verkkoja. Se tarjoaa siten joustavan infrastruktuurin tuotannossa oleville koneille ja järjestelmille.

Powerlink, Profinet & Co tänään

Tiedonsiirtonopeuksien säälimätön kasvu johtaa tiedonsiirron ja kaistanleveyden lisäämiseen. Tämä vaatii vielä suurempia Ethernet-nopeuksia, erityisesti paljon dataa vaativissa sovelluksissa. Kyberuhkia vastaan ​​on suojauduttava kehittyneillä salaus- ja todennusmekanismeilla. Myös verkon reunalla on suuntaus kohti tietojenkäsittelyä (EdgeComputing) keskuspalvelinkeskusten sijaan. Tämä vähentää viivettä ja mahdollistaa päätösten tekemisen nopeammin. Joitakin teollisia Ethernet-ratkaisuja integroidaan nyt AI-algoritmitmahdollistaa poikkeamien havaitsemisen, ennakoivan ylläpidon ja muut edistyneet ominaisuudet. Tietotekniikan (IT) ja käyttötekniikan (OT) rajat hämärtyvät, kun yritykset etsivät yhtenäistä Ethernet-verkkoinfrastruktuuria, joka yhdistää sekä toimisto- että tuotantojärjestelmät.

Kasvua edelleen Industrial Ethernetille

05.06.2023 | HMS-verkot tekee vuosittain tutkimusta teollisista verkkomarkkinoista (kuvassa yllä) tunnistaakseen trendejä tehdasautomaation äskettäin integroiduissa solmuissa. Vuoden 2023 raportin mukaan näiden markkinoiden odotetaan kasvavan 7 %. Industrial Ethernet jatkaa kasvuaan ja edustaa nyt 68 prosenttia kaikista äskettäin käyttöönotetuista solmuista, kun se viime vuonna oli 66 prosenttia. Kenttäväylän käyttö laskee 24 %:iin (edellisen vuoden 27 %:sta). Samaan aikaan langattomien ratkaisujen markkinaosuus kasvaa ja on nyt 8 %, kun se viime vuonna oli 7 %. Profinet ja Ethernet/IP hallitsevat verkon osumalistaa kumpikin 18 %:lla, kun taas EtherCATin osuus on 12 %.

kisaa vastakkain

Tasainen kilpailu välillä Profinet ja Ethernet/IP jatkaa, kun molemmat johtavat vuoden 2023 verkoston sijoitusta kummankin 18 prosentin markkinaosuudella. Kenttäväyläliikenteessä viime vuoden kasvu oli muuten vain tilapäistä, sillä uusien kenttäväyläasennusten odotetaan laskevan 2023 % vuonna 5. Huolimatta uusien kenttäväyläsolmujen määrän vähenemisestä, voidaan olettaa, että kenttäväylät jatkuvat käytössä useita vuosia jo pelkästään siksi, että ne ovat testattuja ja luotettavia.

Yhden parin Ethernet| IIot ja teollisuus 4.0:lle

Langattomat verkot kasvavat kanssasi + 22% nopeasti vuonna 2023, koska yhä useammat langattomat teollisuusverkkoratkaisut siirtyvät tehdasautomaatioon. Tyypillisiä sovelluksia ovat korvaaminen Kaapeli, konepääsy radion kautta ja mobiililaitteiden integrointi teollisuusverkkoihin.

Alueelliset erot

Euroopassa ja Lähi-idässä Ethernet/IP, Profinet ja Ethercat ovat kärjessä, ja niitä seuraavat tiiviisti Profibus ja Modbus-TCP. Yhdysvalloissa Ethernet/IP hallitsee markkinoita, kun taas EtherCAT kasvaa nopeasti. Aasiassa Profinet on vakiinnuttanut asemansa markkinajohtajana, jota seuraa tiiviisti Ethernet/IP. CC-Link/CC-Link IE Field, Ethercat, Profibus ja Modbus (RTU/TCP) ovat myös laajalti käytössä täällä.

Ennätysarvot Profinetille ja IO-Link 2023:lle

01.05.2023 | Notaarin vuosiarviointi 2022 asennetuille tuotteille Profibus & Profinet Liitännät ovat miellyttävät, etenkin Profinetin ja IO-Linkin kanssa. Lisäksi Profisafen kasvu on kasvanut merkittävästi vuoteen 2021 verrattuna. Vuonna 2022 Profinet teki uuden ennätyksen 10,5 miljoonalla solmulla. Se oli 2 miljoonaa enemmän kuin vuonna 2021 ja kasvua siis 23,5 %. Tähän mennessä yhteensä 58,7 miljoonaa Profinet-laitetta on asennettu.

IO-Link tallensi yhden lisäystä 8,4 miljoonaa euroa. laitteita vuonna 2022 ja siten 2,1 miljoonaa enemmän kuin edellisenä vuonna. Kasvua on 33 %, jolloin solmujen kokonaismäärä on 35,7 miljoonaa. Vuonna 2022 Profisafe saavutti tähän mennessä parhaan vuotuisen arvonsa 2,8 miljoonalla solmulla, yhteensä 21,7 miljoonaa laitetta käytössä. Vuonna 2022 Profibus saavutti 1,5 miljoonalla laitteella edellisvuoden arvon. Prosessiautomaatiossa arvo pysyi vakaana 0,8 miljoonassa eurossa. Tämä johtaa yhteensä 67,4 miljoonan Profibus-laitteen asennukseen, joista 15,4 miljoonaa on integroitu prosessisuunnittelujärjestelmiin.

Teollisuusverkot korkean suorituskyvyn infrastruktuurille 4.0

20.05.2020 | Harting asettaa uudet standardit teollisuuden verkoille teknisten laitteiden, koneiden ja järjestelmien automaatiossa. Tehdäkseen megatrendien Teollisuus 4.0:n ja IIoT:n uudet kehitystyönsä yleisön saataville teknologiakonsernilla on merkki Harting-asiantuntijoiden leiri keskustelufoorumi viestintää varten on perustettu.

Viestiin

Profinet, IO-Link, Profisafe ja Profibus -kehitys 2019

07.05.2020 | Teknologiat Profibus + Profinet International (PI) ovat edelleen erittäin hyvin vastaan ​​markkinoilla yli 30 vuoden kuluttua niiden kehityksestä. Suurin kasvu vuoden aikana oli vuonna 2019 IO-Link 40 prosentilla, Profinet saavuttanut 25%, ja Profisafelle ja Profibusille on myös rohkaisevia lukuja.

Profinetin ja IO-Linkin työryhmissä asiantuntijat ovat kehittäneet edelleen viestintätekniikkaa ja tarjonneet tärkeitä lisäyksiä niiden käyttöön teollisuus 4.0 -yhteensopivassa tuotannossa. Esimerkki tästä on kaksi täydentävää spesifikaatiota, joissa OPC UA Yhteensopivat tietomallit IO-Linkille ja Profinetille kuvataan.

"Viimeisin asennettujen solmujen lukumäärä on paras todiste meille siitä, että olemme aiemmin tehneet useita oikeita päätöksiä tekniikkamme kehittämisestä", kommentoi. Karsten Schneider, Profibus-käyttäjäorganisaation toimitusjohtaja ja PI: n puheenjohtaja, viimeisin asennettujen solmujen määrä.

40%: lla kasvoi aivan kuten vuotta aiemmin IO-Link vuonna 2019. Tämä osoittaa, että IO-Link asettuu markkinoille pitkällä tähtäimellä. Asennettujen IO-Link-laitteiden määrä on nyt yli 16 miljoonaa.

Ennätysarvo Profinet-asennuksille

6,4 miljoonaa laitetta on asennettu Profinet saavuttanut toistaiseksi suurimman vuotuisen arvon. Tämä vastaa 25%: n kasvua ja johtaa lukuihin 32,4 miljoonaa solmua.

”Profinet tarkoittaa luotettavaa ja tulevaisuudenkestävää viestintätekniikkaa, joka täyttää jo erittäin hyvin Industry 4.0 -vaatimukset. Sen varmistamiseksi, että tämä jatkuu pitkällä aikavälillä, asiantuntijamme työskentelevät jatkuvasti yhä enemmän yhteistyössä muiden organisaatioiden asiantuntijoiden kanssa vahvistaakseen Profinetin tiukkaa ankkurointia tuotannon digitalisoinnin mahdollistajaksi ”, sanoo Karsten Schneider.

Tämän osoittavat vaikuttavasti myös muiden markkinatutkimusten tulokset. Esimerkiksi IHS Markit havaitsi, että Profinet 29%: lla Laajimmin käytetty Ethernet-pohjainen järjestelmä maailmanlaajuisesti On.

PROFIsafe saavutti 2,5 miljoonaa asennettua solmua vuonna 2019, yli 2 miljoonaa kahtena peräkkäisenä vuonna. Asennettujen Profisafe-solmujen kokonaismäärä on lähes 14 miljoonaa. Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä raportoitu Profibus Huolimatta pitkään läsnäolostaan ​​markkinoilla, se on silti vaikuttava määrä, 1,9 miljoonalla uudella solmulla. Vuoden 2019 lopussa teollisuuslaitoksissa maailmanlaajuisesti oli asennettu yli 62 miljoonaa Profibus-laitetta. Tästä yli 13 miljoonaa käytettiin prosessisuunnittelujärjestelmiin.

"Markkinoiden menestyksen motivoituna jäsenemme ympäri maailmaa ovat vahvasti mukana teknologisessa kehityksessä ja lukuisissa markkinointiprojekteissa", sanoo Karsten Schneider, "Tässä yhteydessä on toivottavaa, että viruksiin liittyvät esteet ovat lyhytaikaisia ​​ja että liike-elämän ja yksityisen sektorin ihmiset voivat pian palata normaalitilaan."

Verkkoliitäntä reaaliaikaisen Ethernet-yhteystekniikan käyttöön

29.04.2020 | Hilscher laajentaa PC-korttitekniikkaansa etäverkkoliitännällä AIFX-RE\M12 M12-liitäntätekniikalla. M12:n käyttö klassisen RJ45:n sijaan Liittimet mahdollistaa PC-korttiperheen käytön teollisuuskäyttöön viestintä Cifx ankarissa teollisuusympäristöissä. Laajennetun verkkorajapinnan avulla voidaan nyt saavuttaa suojausluokka IP67 asti ja ylläpitokustannuksia voidaan pienentää.

Kuolla M12-liitäntätekniikka on laajalle levinneen vieressä RJ45 Verkkoyhteys vakiona IT- ja OT-maailmassa toinen standardi automaation alalla. Vaatimus tietyillä aloilla edistyneille Liittimet Suojauksen tarjoaa suojattu yhteystekniikka. Tämä tekniikka suojaa pölyltä ja kosteudelta. Lisäksi iskun- ja tärinänkestävyys suojaa liitoksen löystymiseltä tai löystymiseltä. Tämä vähentää merkittävästi järjestelmän ylläpitämiseen vaadittavaa vaivaa.

Mekaaninen suojaus reaaliaikaisten Ethernet-protokollien käyttöön

Verkkoliitännän AIFX-RE \ M12 avulla käyttäjät voivat löytää ratkaisuja ankarissa ympäristöolosuhteissa IP 67 käyttää. Hilscherin alustastrategian ansiosta olemassa olevat komponentit, kuten kaapelit, laiteohjelmisto, kokoonpano, työkalut ja Cifx-laitteistot, ovat täysin identtisiä ja uudelleenkäytettäviä liitäntätekniikasta riippumatta. Plug and Play -vaihdon ansiosta reaaliaikaisten Ethernet-järjestelmien RJ45-liittimistä D-koodattuihin M12-liittimiin voidaan toteuttaa yksinkertaisesti koteloa mukauttamalla laajennetun verkkoliitännän ansiosta.

AIFX-RE \ M12-verkkoliitännän avulla omia laitteitasi voidaan käyttää ankarissa teollisuusympäristöissä, kuten elintarviketeollisuus, Puolijohdeteollisuus tai Autoteollisuus voidaan löytää. M12-liittimien lisäksi AIFX-RE \ M12-verkkoliitännät tarkoittavat, että integroidut LED-valo-ohjaimet voidaan korvata 10-napaisella LED-liittimellä. Yksittäiset LED-konseptit suojausluokissa IP67 asti ovat siten mahdollisia.

Cifx-tekniikan integrointi antaa laite- ja järjestelmävalmistajille mahdollisuuden vastata jatkuviin muutoksiin markkinoilla joustavasti ja tulevaisuudenkestävänä. Perustuu omaan Moniprotokollainen Asic Cifx-perheen Netx-jäsenet käyttävät yhtenäisiä työkaluja, ohjaimia ja sovellusrajapintoja. Integroinnin jälkeen protokollaa, verkkokortin muotoa tai yhteysteknologiaa voidaan muuttaa nopeasti ja helposti. Cifx-kortit tukevat isäntä- ja orjatoimintoja.

Mahdolliset protokollat

Cifx-tekniikan integrointi AIFX-RE \ M12-verkkoliitäntään mahdollistaa seuraavien protokollien käytön vain yhdessä laitteistossa:

• CC-Link IE -kentän perusorja
• Ethercat-isäntä ja orja
• Ethernet / IP-skanneri ja sovitin
• ModBus TCP
• Powerlink-ohjattu solmu
• Profinet I / O IRT -ohjain ja laite
• Sercos-isäntä ja orja
• Varan-orja

Tasainen siirtyminen Profibuksesta Profinetiin

05.07.2019 | kanssa Profinet Muutama vuosi sitten teimme harppauksen Ethernet-pohjaisen viestinnän aikakauteen. Video osoitteesta Indu-Sol näyttää kuinka siirtyminen Profibusista Profinetiin voidaan suorittaa sujuvasti ja kuinka vakaa verkon toiminta voidaan taata ensimmäisestä sähkeestä lähtien.

Vaihda vain Profibusista Profinettiin adapterin avulla

08.12.2014 | Profinetista on tulossa yhä enemmän standardi tehdas- ja prosessiautomaatiossa. Mutta nykyään kaikilla kenttälaitteilla ei ole tarvittavaa käyttöliittymää. Hänen Netlink-välityspalvelin tarjoaa Hilscher Migraatioteknologiallaan se on kuitenkin ratkaisu, jolla myös olemassa olevat Profibus-kenttälaitteet voidaan helposti integroida Profinet-maailmaan.

Viestiin

Oppimista Profibusista Profinetille

29.02.2012 | Profinet on yhä enemmän vakiinnuttanut asemansa teollisuuden Ethernet-sovellusten viestintästandardina. Käyttäjät voivat myös hyötyä vuosien varrella Profibusin käytön kokemuksesta Profinet hyötyä. Panoksen Indu-Sol osoittaa, mitkä laatukriteerit on täytettävä ja miten tämä voidaan toteuttaa.

Viestiin

Häufig gestellte Fragen

Mitä teollinen Ethernet tarkoittaa?

Industrial Ethernet viittaa Ethernet-standardin soveltamiseen teollisuusautomaatiossa ja tuotannossa. Ethernet kehitettiin alun perin toimisto- ja kotiverkkoihin, mutta teollista versiota on muokattu ja mukautettu teollisuuden erityisvaatimuksiin.

Mitä eroa on Fieldbusin ja Industrial Ethernetin välillä?

Seuraavat neljä erottavaa ominaisuutta ovat tärkeimpiä:

• kestävyys: Industrial Ethernet on suunniteltu käytettäväksi vaativissa teollisuusympäristöissä. Laitteisto- ja Ethernet-kaapelit kestävät usein paremmin fyysisiä vaikutuksia, kuten lämpötilaa, tärinää tai sähkömagneettisia häiriöitä.
• reaaliaikainen viestintä: Nykyään monissa teollisissa prosesseissa vaadittu Industrial Ethernet -protokolla tarjoaa mekanismeja deterministiseen tiedonsiirtoon. Nämä varmistavat, että tiedot toimitetaan ennalta määrätyssä ajassa.
• skaalautuvuus: Pienistä koneverkoista suuriin tuotantolaitoksiin, skaalautuvat IE-ratkaisut voivat kasvaa yrityksen vaatimusten mukaan.
• turvallisuus: IE-järjestelmät on usein varustettu edistyneillä suojausominaisuuksilla verkkojen suojaamiseksi kyberhyökkäyksiltä.

Mitä eroa on Profinetilla ja Ethernetillä?

Ethernet kehitettiin alun perin kotiverkkoon ja yleiseen dataliikenteeseen. Se on hallitseva tekniikka LAN-suunnittelussa ja sitä käytetään monissa ympäristöissä. Sekä Ethernet että Profinet perustuvat samaan Ethernet-perustekniikkaan. Profinet on erityisesti optimoitu teollisuusautomaation vaatimuksiin ja tarjoaa etuja teollisuusympäristöissä, kuten reaaliaikaisen viestinnän, laajennetut diagnostiikkatoiminnot ja mahdollisuuden integroida olemassa oleviin järjestelmiin.

Mikä on Ethernet-protokolla?

Ethernet-protokolla on standardoitu tietoliikenneprotokolla, joka ohjaa tiedonsiirtoa lähiverkoissa (LAN). Selvitys: Se määrittelee kuinka datapaketteja luodaan, lähetetään ja vastaanotetaan verkossa. Ethernet-protokolla käyttää tiettyä datapakettirakennetta. Ns. Ethernet-kehykset sisältävät mm. kohde- ja lähde-MAC-osoitteet, käyttäjätiedot ja virheentarkistustiedot. Ethernet voi havaita datapakettien törmäykset ja ohjata laitteita vastaavasti. Siirtonopeus on kehittynyt 10 Mbps:stä (alkuperäinen standardi) 100 Mbps:n (Fast Ethernet), 1 Gbps:n (Gigabit Ethernet), 10 Gbps:n, 40 Gbps:n ja jopa 100 Gbps:n nopeuksiin ja on myös kasvanut.

Mitä Ethernet-protokollia on olemassa?

Tässä on joitain yleisiä Industrial Ethernet -protokollia:

• Profinet (Professional Network) on Profibus-standardin laajennus, jonka on kehittänyt Profibus & Profinet International (PI) -organisaatio. Profinet tarjoaa reaaliaikaisen Ethernet-viestinnän, ja sitä käytetään ensisijaisesti automaatio- ja valmistusympäristöissä.
• EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) on Beckhoffin kehittämä avoin, reaaliaikainen Ethernet-viestintäjärjestelmä. Sille on ominaista lyhyet sykliajat ja tarkka synkronointi.
• Ethernet / IP (Ethernet Industrial Protocol) on kehittänyt ODVA (Open Devicenet Vendor Association). Ethernet/IP perustuu Common Industrial Protocol (CIP) -protokollaan ja mahdollistaa teollisuuslaitteiden vuorovaikutuksen Ethernet-verkon kautta.
• Modbus/TCP on tunnetun Modbus-protokollan Ethernet-sovitus. Se mahdollistaa automaatiokomponenttien välisen viestinnän ja on erityisen laajalle levinnyt prosessiautomaatiossa.
• Powerlink sen on alun perin kehittänyt B&R. Reaaliaikainen protokolla varmistaa deterministisen tiedonsiirron.
• Sercos III (Serial Real-time Communication System) on kolmannen sukupolven Sercos-liitäntä, joka on suunniteltu nopeaan viestintään teollisuuslaitteiden välillä.
• CC Link IE (Industrial Ethernet) on Aasiassa laajalti käytetty protokolla, jonka on kehittänyt CC-Link Partner Association. Se on a

  Nopea kenttäverkko, jossa on vähemmän johdotuksia valmistussovelluksiin. Mitsubishi Electric suosii CC-Link IE:tä.

Lähde: Tämä artikkeli perustuu seuraavien yritysten tietoihin: EPSG, Harting, Hilscher, HMS, Indu-Sol, Mitsubishi Electric, Profibus-Profinet Org..

Saatat olla myös kiinnostunut...

Edge Computing | Laitteet, sovellukset ja paljon vinkkejä

Toisin kuin pilvipalveluissa, reunalaskenta tapahtuu verkossa lähellä tietolähteitä tai verkossa...

Digital Twin | Todellisuuden heijastus

Digitaalisesta kaksosesta on tullut korvaamaton teollisuudessa ja se löytää tiensä yhä useammin monille eri aloille...

6-akselinen robotti liikuttaa tutka-anturin testijärjestelmää NOFFZ:ssa

Nykyään autoihimme on integroitu yhä enemmän tutkaantureita. Luotettavien tulosten varmistamiseksi...

CNC-ohjaus | CNC-koneen mieli

CNC-ohjaus on keskeinen osa nykyaikaista valmistustekniikkaa, joka varmistaa tarkkuuden, tehokkuuden ja automaation...

Tekoäly | suuntauksia ja kehitystä

Tekoäly (AI) muuttaa elämäämme tavoilla, joita emme koskaan uskoneet mahdolliseksi...

Ennakoiva huolto robotiikalle, koneille ja järjestelmille

Tekoälyn (AI) avulla voit myös olla älykäs etukäteen. Mitsubishi Electric ottaa käyttöön oman tekoälynsä...