Veletrh SPS/IPC/Drives zrcadlí dění v oboru

Veletrh SPS/IPC/Drives zrcadlí dění v oboru

Norimberský veletrh systémů a komponent v oboru elektrické automatizační techniky SPS/IPC/Drives je v současnosti v evropském i světovém měřítku jednou z nejúspěšnějších výstavních akcí v oboru průmyslové automatizace. Pochybovat o tom je při pohledu na oficiální konečné výsledky ročníku 2005 téměř nemístné. V porovnání s rokem 2004 veletrh, který již po mnoho let téměř dokonale zrcadlí dění v oboru, opět narostl, a to ve všech hlavních ukazatelích vesměs o více než 10 % (tab. 1; závěrečnou zprávu o SPS/IPC/Drives 2005 s podrobnějšími údaji, mj. o návštěvnících i vystavovatelích, lze nalézt na http://www.mesago.de/sps v části SPS/IPC//Drives 2005, pod záložkou Messefakten).

Tab. 1. Hlavní konečné výsledky veletrhu SPS/IPC/Drives 2005, Norimberk, 22. až 24. listopadu 2005 (čísla v závorkách patří roku 2004)

Počty nových či inovovaných výrobků, které byly v tradičním termínu koncem listopadu na veletrhu SPS/IPC/Drives 2005 představeny v již celkem osmi halách norimberského výstaviště, jdou nyní do mnoha stovek. Při jejich počtu a různorodosti je už ani nelze během pouhých tří dnů trvání veletrhu a při omezeném rozsahu měsíčníku, jehož úhel pohledu je přece jen širší než nomenklatura veletrhu SPS/IPC/Drives, rozumně postihnout. Navíc, i přes rostoucí mezinárodní účast na veletrhu, jde stále o akci zejména německých firem a pro německý trh. A co platí pro Německo, nemusí beze zbytku platit pro nabídku týchž firem v ČR. V tomto ohledu – představení novinek – je z uvedeného i dalších důvodů nejúčelnější přenechat iniciativu dodavatelům automatizační techniky aktivním v ČR. Mají k tomu dostatek příležitostí na výstavách a veletrzích, konferencích a seminářích a rovněž v komerčních částech odborných periodik.

Vedle jednotlivých nabízených produktů jsou ovšem neméně důležité aktuální trendy, které konkrétní nabídka ve veletržních stáncích reflektuje a současně spoluvytváří.

Bezesporu aktuální je, vedle otázek bezpečnosti (safety) a informační bezpečnosti (security) v průmyslu, zejména problematika komunikace v systémech pro řízení strojů a strojních zařízení i technologických procesů a v řídicích i informačních sítích uvnitř průmyslových podniků i mezi nimi. Ať už se jedná o použití bezdrátových pojítek, přenos dat v automatizaci po síti Ethernet či nové nástroje pro komunikaci s provozními přístroji atd. Vesměs se v oblasti komunikace volá po otevřených standardech, na nichž až horečně pracují výrobci i různá sdružení věnující se komunikačním i jiným standardům, již zavedeným i nově vznikajícím. V dalším textu jsou stručně uvedeny některé poznatky získané na veletrhu SPS/IPC/Drives 2005 v oblasti průmyslové komunikace, a to včetně případných odkazů na relevantní produkty.

FDT versus EDDL

Téměř současně s uvedením metody pro konfigurování provozních přístrojů FDT/DTM (Field Device Tool/Device Type Manager) okolo roku 2000 započaly a se střídavou intenzitou pokračovaly slov přestřelky mezi zastánci metod FDT a jakoby konkurenční metody EDDL. Rozepře, jejíž podstata byla těm ne zcela zasvěceným nejasná a která ve svých důsledcích podrývala důvěru zákazníků v některá řešení založená na průmyslových komunikačních sběrnicích, se stávala stále nesmyslnější. Ve snaze ji ukončit, skupina pro FDT činná uvnitř standardizačního orgánu ISA veřejně vystoupila s konstatováním, že metody FDT a EDDL nejsou navzájem konfliktní a že po vstupech nových členů (v poslední době např. Honeywell, Schneider Electric, Saudi Aramco a Shell Global) představuje zájmové sdružení FDT Group dostatečně velkou „nadkritickou hmotu„ k tomu, aby se metoda FDT definitivně prosadila v běžné praxi. Při veletrhu sdružení FDT Group AISBL (dříve FDT Group) oznámilo vytvoření aliance se sdružením OPC, přičemž cílem je v budoucnu využít webové služby a tím učinit metodu FDT méně závislou na produktech firmy Microsoft.

Profinet získává půdu

Koncept Profinet, podporovaný společností Siemens, postupně vyrovnává dosavadní zpoždění, které má co do realizovaných projektů za ostatními průmyslovými komunikačními sběrnicemi na bázi Ethernetu.

Pro svou řadu vzdálených I/O modulů ET 200 připravila společnost Siemens na veletrh dva nové moduly rozhraní s vestavěným ethernetovým přepínačem se dvěma porty, s nímž lze zřídit sběrnici Profinet v lineárním uspořádání. Důležité je zde slovo „lineární“. Ethernet totiž „trpí“ tím, že je sítí typu „hvězda„, čímž se vrací zpět do doby před vznikem současných sběrnic založených na jediném páteřním kabelu opatřeným místními odbočkami. S integrovanými dvěma porty lze zařízení alespoň řetězit. To sice není zcela totéž co kabel s odbočkami, ale alespoň se vracejí zpět výhody řešení s jedním kabelem.

V řadě PLC Simatic S7-300 představila společnost Siemens novou procesorovou jednotku s vestavěným zákaznickým integrovaným obvodem Profinet Ertec 400 s rozhraním současně udržujícím až 32 aktivních spojení s partnerskými zařízeními s možností připojit přes Profinet IO až 256 provozních přístrojů.

Všeobecně se očekává, že koncept Profinet nezůstane spojen jen se jménem Siemens. V tomto ohledu zatím asi nejdále pokročila společnost Phoenix Contact. Zatímco rozličné jednotlivé produkty kompatibilní se standardem Profinet byly vidět ve stáncích mnoha vystavovatelů, tato společnost vzala Profinet za základ své firemní strategie. Plně se spoléhá na Profinet IO a nabízí úplný řídicí systém na bázi svých PLC řady InLine, s integrovaným rozhraním Profinet, a vývojového prostředí PC Works. Systém umožňuje zcela transparentně konfigurovat také vedlejší sítě Interbus. Uživatel tak má k dispozici velmi snadno konfigurovatelné kompletní řešení, uvnitř kterého téměř nepostřehnutelně automaticky probíhá veškerá potřebná komunikace.

Firmou Phoenix Contact využité „skrytí“ komunikace není ovšem ničím speciálním. Jde o jednu z klíčových vlastností konceptu Profinet, nyní analytiky z poradenské společnosti ARC označovaného za „všeobjímající“ řešení, které současně nabízí běžnou komunikaci i možnost bezdrátového přenosu, informační bezpečnost, deterministické chování (reálný čas), řízení pohybu, a dokonce i vazbu na systémy typu MES. V tomto ohledu se Profinet skutečně jeví jako prostředek schopný zcela změnit svět průmyslové komunikace a jako metoda, která umožní realizovat automatizační řešení další generace obdobně jako dosud čipy nebo desky s elektronikou.

Vývoj dále pokračuje i na úrovni drobnějších komponent. Firma Yamaichi Electronics např. nabízí pro Profinet nový čtyřvodičový konektor typu RJ45 se dvěma „kolíky„ pro Ethernet a dvěma pro napájení (až 2,1 A!). Nejbližší ekvivalent je od firmy Harting, která ovšem vede napájení mimo vlastní strukturu RJ45.

Konkurence v průmyslovém Ethernetu nepolevuje

Organizace ODVA při veletrhu ohlásila dosažení mety 750 000 instalovaných uzlů sběrnice EtherNet/IP, tj. o 50 % více než na jaře při veletrhu v Hannoveru 2005, při nabídce více než 250 kompatibilních zařízení. Dále ODVA oznámila, že firma Cisco, obr v oboru infrastruktury Ethernetu: „… výrazně zvýšila úroveň podpory ODVA tím, že se stala tzv. zakládajícím členem„. Podle svých představitelů tak ODVA bude moci snáze navrhovat otevřené, interoperabilní a dlouhodobě použitelné standardy k unifikaci metod komunikace mezi systémy pro řízení výroby a podnikovými informačními systémy.

Další z organizací pracujících na některé z variant průmyslového Ethernetu, EPSG (Ethernet Powerlink Standardization Group), uvádí mezi 60 000 a 100 000 instalovaných uzlů sítě Ethernet Powerlink (EPL), jediného průmyslového ethernetového protokolu reálného času s mikrosekundovou přesností. Protokol ve verzi EPL safety je jako jediný své kategorie použitelný v úlohách kritických z hlediska bezpečnosti, a to až pro SIL 3 podle normy IEC 61508 a kategorii 4 podle EN 954-1.

Ostatní organizace o počtech instalací svých variant průmyslového Ethernetu zatím spíše mlčí.

Firmy Hyperstone, Softing a iAd založily organizaci Real-Time Ethernet Alliance, jejímž cílem je podpora všech hlavních ethernetových protokolů s vlastnostmi reálného času (za ně označují Ethernet Powerlink, EtherNet/IP, Profinet a EtherCAT) procesory řady Hynet do Hyperstone. Firma iAd bude dodávat rozbočovač, přepínač a obsluhu rozhraní a časování (protokol IEEE 1588), zatímco firma Softing bude garantovat dodržení pravidel Ethernetu s reálným časem a protokolu Profinet.

Sdružení IAONA představilo třetí vydání své příručky Industrial Ethernet Handbook a s ním, což bylo zajímavější, výsledek své práce v oblasti informační bezpečnosti. Účelem jeho produktu Security Handbook s PC jako operátorským rozhraním je shrnout důležité bezpečnostní údaje o produktu do elektronické formy. Na řešení je možné nahlížet jako na primitivní variantu metody FDT, ale možná najde své příznivce.

Ze zbývajících dvou hlavních protokolů průmyslového Ethernetu firma SERCOS Interface e. V. dokončila svoji verzi SERCOS III a protokol EtherCAT pokračuje v naplňování své niky na trhu.

Napájení po Ethernetu

Přívod napájení po síti Ethernet (Power over Ethernet – PoE), v zásadě motivovaný potřebami telekomunikací, se podle očekávání dostal i na provozní úroveň v průmyslu. Firma Phoenix Contact již nabízí bezdrátové rozhraní s malým výkonem napájené po ethernetovém kabelu a mezi firmami věnujícími se kancelářskému Ethernetu se hovoří o masivním růstu zájmu průmyslu, přičemž se konstatuje, že „možné je všechno„.

Nová sběrnice CIPNet SA pro snímače a akční členy

Organizace ODVA zvolila veletrh za místo celosvětové premiéry nové sběrnice pro distribuované jednoduché snímače a akční členy, kterou vyvinula ve spolupráci s firmou Omron s cílem rozšířit možnosti dosavadních protokolů DeviceNet a EtherNet/IP.

Základem sběrnice s pracovním označením CIPNet SA je protokol CIP (Common Industrial Protocol). Firma Omron přispěla ODVA základními technickými prostředky, včetně zákaznického integrovaného obvodu (ASIC). Sběrnice CIPNet SA rychle přenáší nevelké pakety dat mezi řídicími jednotkami a snímači či akčními členy rozmístěnými po stroji nebo zařízení. Jde o 44bajtový systém s až 32 (popř. 64) uzly přenášející šestnáct bitů nebo dvě slova dat v paketu. Přenosovým médiem je plochý čtyřvodičový kabel s napájecími vodiči (až 5 A) oddělenými od datových. Maximální délka sběrnice je 500 m, ovšem při rychlosti přenosu pouhých 93,75 kb/s. Při délce 30 m lze dosáhnout 4 Mb/s.

Sběrnice CIPNet SA je určena především pro finální výrobce (OEM) např. montážních jednotek, dopravníků apod. a jako taková přímo konkuruje sběrnici AS-Interface. Zřejmou snahou firmy Omron je unifikovat svou nabídku sítí na bázi sítě CIPNet, přičemž cílem je upevnit si pozice na dálněvýchodních trzích a patrně také v Severní Americe. O členství v připravované zájmové pracovní skupině zatím projevilo zájem asi deset firem, včetně několika evropských dodavatelů.

SPS/IPC/Drives 2006

S rostoucím významem automatizace pro veškerou průmyslovou výrobu důležitost veletrhu SDP/IPC/Drives jistě dále poroste, a to i pro zahraniční vystavovatele a návštěvníky. Takže je vhodné si již dnes poznamenat: veletrh SPS/IPC/Drives 2006, Norimberk, 28. až 30. listopadu 2006!

Karel Suchý,
Norimberk – Praha