IOT et industrie : Révolutionner l'automatisation industrielle à la périphérie

Sommaire

L'Ethernet à paire unique (SPE) et la couche physique avancée (APL) sont les éléments constitutifs d'une architecture de numérisation de fabrication et d'automatisation des processus radicalement nouvelle.

SPE Pioneer Summit 2020: Révolutionner l'automatisation industrielle à la périphérie

L'Ethernet à paire unique (SPE) et la couche physique avancée (APL) sont les éléments constitutifs d'une architecture de numérisation de la fabrication et de l'automatisation des processus radicalement nouvelle et le sommet des pionniers SPE 2020, qui s'est tenu pratiquement le mois dernier, a fourni des informations et des informations essentielles sur la technologie et les partenaires de développement. SPE fournit un Ethernet standard non modifié basé sur IP (Internet Protocol) pour permettre aux appareils de terrain intelligents, y compris les capteurs, les commandes de moteur et les actionneurs, de réaliser la numérisation industrielle et d'accomplir la vision de l'Industrie 4.0.Le SPE Pioneer Summit est conçu comme un événement numérique avec de nouvelles présentations et discussions organisées régulièrement. Les sessions sont disponibles sur demande ici.

Les bases

La spécification de la technologie de réseau Ethernet à paire unique (SPE) sous la norme IEEE 802.3cg est axée sur les applications automobiles et industrielles. L'utilisation de la technologie réduit le coût, le poids, le diamètre du câble et la taille du connecteur lors de l'utilisation du protocole Internet (IP) avec un câblage CAT 5 traditionnel. SPE présente les avantages suivants:

Une méthode de communication transparente pour les protocoles Ethernet industriels établis, notamment PROFINET, Ethernet / IP, EtherCAT, HART-IP; MODBUS TCP / IP.

Installation plus facile et moins coûteuse avec un diamètre de câble plus de 75% plus petit, un poids et un coût réduits et un rayon de courbure 30% supérieur à celui de CAT 5.

Possibilité de réutiliser le câblage de terrain à paire torsadée déjà installé pour transporter les communications SPE, ce qui simplifie les rénovations d'usine et de machine.

Option Power over Data Line (PoDL) avec jusqu'à 50 watts.

Option SPE Multidrop avec négociation automatique à 10 <bits / s, Power over Data Line (PoDL), 16 appareils et 50 mètres de longueur. Cette publication est prévue pour janvier 2023.

SPE est également la base de la couche physique avancée (APL) en cours de développement pour amener Ethernet aux instruments de terrain dans les zones dangereuses. La spécification finale de l'APL est attendue mi-2021 et de nombreux appareils seront présentés au salon Achema du 14 au 18 juin 2021, à Francfort, en Allemagne.

Appareils de terrain intelligents

SPE et APL aident à atteindre l'objectif que tous les appareils de terrain auront des informations intégrées, y compris la capacité d'un appareil à décrire lui-même sur le réseau son rôle dans les applications, ses propriétés de fonctionnement et ses propriétés de gestion des actifs. Cela augmente l'intégrité du système, se traduit par une fiabilité, une disponibilité et des coûts de maintenance plus faibles. Aujourd'hui, ces points de données et ces relations doivent être programmés dans des intergiciels d'automatisation industrielle tels que les serveurs IHM, les historiens et les systèmes de gestion d'actifs, et maintenus manuellement. HART, qui est un protocole ouvert, fournit l'ensemble d'informations les plus riches à partir des capteurs.L'utilisation de SPE et APL sur IP est une solution idéale pour les périphériques de périphérie, car elle permet l'incorporation de processeurs à l'intérieur de capteurs et d'autres périphériques de terrain d'extrémité pour créer beaucoup plus intelligemment et holistique systèmes. L'initiative Industrie 4.0 décrit cela comme faisant partie de la vision d'améliorations spectaculaires de la fabrication en utilisant une technologie intelligente moderne. La communication à grande échelle de machine à machine (M2M) et l'Internet des objets (IoT) sont intégrées pour une automatisation accrue, une communication et une auto-surveillance améliorées, ainsi que la production de machines intelligentes capables d'analyser et de diagnostiquer les problèmes sans intervention humaine. .

Architecture ouverte NAMUR NE 175

SPE et APL, associés aux spécifications NAMUR Open Architecture NE 175 et OPC UA Field Level Communications, définissent l'architecture d'automatisation et de numérisation de la fabrication industrielle et de processus la plus efficace. Cette combinaison transforme les capteurs et autres appareils de terrain finaux en sources de contrôle et de données intelligentes basées sur des données ouvertes et des modèles de cas d'utilisation. C'est ce qui est nécessaire pour créer l'organisation de fabrication la plus efficace pour l'efficacité, la productivité, la durabilité et les profits.L'architecture ouverte NAMUR (NOA) vise à rendre les données de production facilement et en toute sécurité utilisables pour la surveillance des installations et des actifs ainsi que l'optimisation. Les capteurs intelligents, les appareils de terrain, les appareils mobiles et l'utilisation omniprésente des équipements informatiques génèrent de plus en plus de données souvent difficiles d'accès dans la pyramide d'automatisation classique. NOA va changer cela en permettant aux instruments de terrain de transmettre ces données sur un deuxième canal de communication sans affecter les avantages largement acceptés des structures d'automatisation traditionnelles – et sans impact sur le système d'automatisation. NOA est donc adapté aux systèmes existants (usines de friches industrielles). De plus, NOA est compatible avec les développements actuels de l'automatisation tels que l'Advanced Physical Layer (APL) ou le Module Type Package (MTP). En ouvrant la pyramide d'automatisation et en débloquant plus de données, NOA permettra un large éventail de cas d'utilisation, démontrant le grand potentiel du nouveau concept. NAMUR se concentre sur la collaboration à l'échelle de l'industrie pour développer NOA, notamment OPC UA et OPC UA FLC. Plus d'informations peuvent être trouvées en ligne.

Communications au niveau du champ OPC

La Fondation OPC OPC UA est un cadre industriel indépendant du protocole pour l'Internet des objets industriel (IIoT) et l'Industrie 4.0 qui contient des mécanismes pour un échange d'informations sécurisé et fiable indépendant du fabricant et de la plate-forme, ainsi que pour la modélisation et le dispositif d'informations sémantiques. auto-description. OPC UA évolue à partir du capteur à tous les niveaux, y compris les applications d'entreprise, de logistique, de MES, d'ERP et de cloud. La Fondation OPC a mis en place l'initiative Field Level Communications (FLC) soutenue par une liste impressionnante de grands fournisseurs d'automatisation pour spécifier et normaliser la sémantique, le protocole et l'interface physique des contrôleurs et des appareils de terrain.Pour généraliser à partir des scénarios d'application spécifiques et divers dans le vaste domaine d'applications d'automatisation de processus et d'usines, FLC utilise un modèle d'interaction abstrait avec les divers cas d'utilisation «abstraits» OPC UA. Il existe une large collaboration entre les groupes de normalisation de l'industrie, notamment les organisations de réseaux industriels, NAMUR, CEI, OMAC, MT Connect, PLCopen et AutomationML.

Dernières pensées

La portée de la numérisation englobe l'ensemble du processus de fabrication et la communication IP ouverte jusqu'à la périphérie, y compris les dispositifs de détection et de contrôle finaux, est fondamentale pour la transformation numérique de fabrication.Les architectures de systèmes d'automatisation industrielle et de processus sont en cours de redéfinition, tirant parti des ordinateurs, des concepts de système IoT et des technologies de processeurs embarqués pour réaliser une fabrication intégrée pour une productivité et des profits plus élevés.L'intégration des technologies de l'information (TI) et de la technologie des opérations (OT) et, plus important encore, l'élimination des silos organisationnels au sein des entreprises manufacturières crée des organisations plus efficaces et efficientes. , Qui embrasse la numérisation holistique dans toute l'organisation, qui créera de nouvelles opportunités qui stimuleront les organisations gagnantes.Le SPE PIONEER SUMMIT est un événement numérique permanent. Rejoignez plus de 1000 pionniers déjà présents. Vous avez accès à toutes les discussions précédentes et nous vous invitons également à des discussions en direct exclusives à venir, qui ont lieu régulièrement. Consultez l'une des sessions à tout moment en visitant ce site.

A propos de l'auteur

Lydon apporte plus de 10 ans d'expertise en rédaction et en édition à Automation.com, ainsi que plus de 25 ans d'expérience dans la conception et l'application de technologies dans l'industrie de l'automatisation et des contrôles. Lydon a commencé sa carrière en tant que concepteur de commandes de machines-outils informatisées; dans d'autres postes, il a appliqué des contrôleurs logiques programmables (API) et la technologie de contrôle de processus. En plus de travailler dans diverses grandes entreprises (par exemple, Sundstrand, Johnson Controls et WAGO), Lydon a travaillé pendant deux ans dans le cadre d'un groupe de travail de cinq personnes, où il a conçu des commandes, des systèmes d'automatisation et des logiciels pour refroidisseurs et optimisation de la chaudière. Il a également été chef de produit pour une gamme de produits de contrôle et d'automatisation de plusieurs millions de dollars et président d'une société de logiciels de contrôle industriel.

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