Průmyslový Ethernet a požadavky praxe

Průmyslový Ethernet a požadavky praxe

Již několik let lze sledovat rychlé pronikání Ethernetu, především jeho průmyslové verze (Industrial Ethernet), do automatizace spojitých i nespojitých průmyslových procesů s cílem zejména dosáhnout homogenního prostředí pro komunikaci zahrnujícího všechny úrovně řízení. V poslední době je přitom od průmyslového Ethernetu stále častěji požadována činnost v reálném čase, který má v automatizaci v mnoha případech klíčovou roli. Standardní komunikace po síti Ethernet s protokolem TCP/IP je totiž nedeterministická, s dobami odezvy často delšími než 100 ms. Vzdálené jednotky I/O však vyžadují dobu odezvy v rozmezí od 5 do 10 ms. Ještě větší požadavky jsou kladeny na deterministické chování přenosové cesty při řízení pohybu (motion control), vyžadujícím dobu cyklu v oblasti mikrosekund. Rozpor mezi nedeterministickým chováním protokolu TCP/IP a požadavky na komunikaci v reálném čase je řešen různými technickými prostředky příslušnými pro různé komerční varianty průmyslového Ethernetu.

Tab. 1. Porovnávané varianty technického řešení průmyslového Ethernetu

Při konkrétním použití průmyslového Ethernetu je třeba se rozhodnout pro některou z nabízených variant. Ve snaze nabídnout uživatelům pomoc se porovnání různých řešení průmyslového Ethernetu v poslední době věnuje mnoho odborníků [1]. S cílem dosáhnout maximální objektivity zvolil netradiční způsob Klaus Koch, pracující jako poradce dodavatelů a uživatelů automatizační techniky v poradenské firmě CAT Consulting (Bürstadt, SRN). Ve studii zpracované s podporou Svazu německých výrobců strojů a zařízení (VDMA) a prezentované na veletrhu SPS/IPC/Drives 2005 [2] uvádí hlavní poznatky z průzkumu zahrnujícího pět variant technického řešení průmyslového Ethernetu (tab. 1) v současnosti asi nejpoužívanějších.

Aby bylo možné uvedené varianty věcně a co nejobjektivněji porovnat, sestavil autor dotazník s hodnoticími kritérii, která vycházejí zejména z požadavků kladených na komunikaci v oboru strojů a strojních zařízení. Dotazník s pokyny k vyplnění byl zaslán několika desítkám subjektů z tohoto oboru. Respondenti ve škále od 1 do 10 oceňovali míru splnění příslušného kritéria u jednotlivých variant a současně uváděli váhu, kterou mu přikládají, opět ve škále od 1 do 10 (1 – bezvýznamné, 10 – extrémně důležité).

Obr. 1. Průzkumem zjištěné celkové postavení vybraných variant průmyslového Ethernetu (stav září 2005)

Údaje získané od respondentů autor studie zprůměroval a sestavil do tabulky výsledného bodového hodnocení jednotlivých variant průmyslového Ethernetu, podle jednotlivých kritérií i celkové, ve škále 1 až 100 podle stavu v září 2005 (tab. 2). Jak je patrné, jsou předmětem zkoumání nejen čistě technické parametry vybraných variant průmyslového Ethernetu, ale i problémy, které je třeba mít na zřeteli, mají-li se plně využít všechny jeho možnosti. Jde např. o možnost přechodu (migrace) z dosavadních sběrnicových systémů, o možnost konfigurovat a diagnostikovat přístroje prostřednictvím standardních prostředků TCP/IP, dále o míru plnění požadavků na spolehlivost podle průmyslových standardů či o způsob zabezpečení přenosu před neautorizovaným přístupem a manipulací s daty, když Ethernet je v zásadě otevřená síť, apod. Celkové hodnocení vybraných variant průmyslového Ethernetu je zvlášť graficky znázorněno na (obr. 1).

Výběr kritérií, jednotlivá hodnocení míry plnění dílčích kritérií i váhy jim přisouzené jsou do značné míry subjektivní a s jinými soubory kritérií či respondentů by autor studie patrně došel k jinému ocenění produktů, než jaké je uvedeno v tab. 2 a na obr. 1. Výsledek hodnocení proto rozhodně nelze považovat za konečný verdikt, ale spíše za zajímavý podklad pro další diskusi na odborné úrovni. Podrobné informace zájemci naleznou na internetové adrese http://www.all-electronics.de (odkaz 814sps2005).

Tab. 2. Ohodnocení variant průmyslového Ethernetu podle zvolených kritérií

Literatura:
[1] LARSSON, L. H.: Řešení průmyslových sítí Ethernet pod lupou. Automatizace, 2006, roč. 49, č. 2, s. 89–92.
[2] Industrial Ethernet – Marktanalyse sorgt für Diskusionen. IEE Messe-News, November 2005, č. 2, s. 18.

Kab.