03:23
07-10-2019

Het groeiende belang van industriële Ethernet-connectiviteit in pneumatische kleppen

De toenemende populariteit van Industrial Ethernet (IE) stelt bepaalde eisen aan leveranciers van componenten zoals pneumatische kleppen, waar betrouwbare, robuuste en krachtige aansluitingen steeds minder noodzakelijk worden.

IE laat een jaarlijkse groei zien van 22% en vertegenwoordigt momenteel 52% van de connectiviteitsmarkt. In de afgelopen jaren zijn verschillende IE-protocollen geïntroduceerd en op grote schaal overgenomen door fabrikanten van automatiseringsapparatuur vanwege hun voordelen ten opzichte van traditionele veldbusnetwerken. Naast de beschikbaarheid van deze protocollen en hun steeds bredere acceptatie door de markt, kan de toenemende populariteit en bruikbaarheid van IE ook worden toegeschreven aan een goede achterwaartse compatibiliteit en de beschikbaarheid van robuuste componenten ( bekabelde ), die standaard beschermd zijn tegen elektrische ruis.

Een andere reden voor de enorme groei van de wereldwijde IE-markt is de opkomst van cloud-technologieën en eenvoudigweg meer vraag naar aangesloten apparaten. Daarnaast ondersteunt Industry 4.0 de wens voor meer slimme fabrieken, die in real time werken met voorspellend onderhoud en ingebouwde diagnostiek van de apparatuur. Uiteindelijk is het doel van de slimme fabriek het elimineren van downtime en het verbeteren van de productiviteit. Daarom moeten dergelijke faciliteiten veel intelligenter, flexibeler en dynamischer zijn. Productieprocessen moeten anders worden georganiseerd, met volledige productieketens – van leveranciers en logistiek tot product lifecycle management – die over de bedrijfsgrenzen heen nauw met elkaar verbonden zijn.

Om deze ambities waar te maken, vertrouwen slimme fabrieken op het verzamelen en analyseren van gegevens. Data-analyse op een IE-netwerk betekent dat de productiviteit wordt verbeterd met real-time controle van de productie om gegevens vast te leggen en te genereren die helpen bij het voorspellend onderhoud en die beslissingen vergemakkelijken op basis van nauwkeurige rapportage van wat er op de werkvloer gebeurt. Het gebruik van analytics kan op vele manieren worden gerealiseerd. Gegevens kunnen bijvoorbeeld naar behoefte worden opgeslagen en opgehaald (acyclische gegevens) of in realtime via het netwerk worden teruggestuurd voor onmiddellijke aandacht (cyclische gegevens).

IE, dat eenvoudigweg kan worden gedefinieerd als ethernet toegepast op een industriële omgeving, vereist vaak stevige connectoren, kabels en, het allerbelangrijkste, beter determinisme – een garantie dat het netwerk de werklast op tijd op de beoogde knooppunten krijgt. Om dat te bereiken, maakt IE gebruik van gespecialiseerde protocollen. Verschillende applicatie-laagprotocollen voor IE, zoals Profinet, Ethernet /IP, EtherCAT etc., zijn vandaag de dag op grote schaal toegepast in de industrie, omdat gebruikers op zoek zijn naar grotere datasnelheden en afstanden.

Elk protocol heeft zijn eigen set van attributen en dus is de selectie afhankelijk van de toepassing. Profinet heeft bijvoorbeeld de compatibiliteit om naast real-time kanalen ook een standaard TCP/IP-stack te ondersteunen. Als alternatief kunnen gewone switches en andere standaard IE-infrastructuren worden gebruikt bij het gebruik van EtherNet/IP, waardoor de kosten van de apparatuur kunnen worden beperkt. En met betrekking tot EtherCAT introduceerde dit protocol het principe van het doorgeven van gegevens (on-the-fly processing), waardoor single-node targeting wordt geëlimineerd en een maximale bandbreedtebenutting mogelijk wordt.

Ongeacht welk protocol het beste past bij de toepassing, deze doorbraken zijn meer dan voldoende geweest om IE wereldwijd tot een belangrijk onderdeel van besturingssystemen te maken.

Een ander voordeel van IE is de compatibiliteit met standaard toegangspunten, routers, switches, schakelaars, hubs, kabels en glasvezel. Intussen zijn peer-to-peer omgevingen in staat om master-slave configuraties te vervangen, wat een betere interoperabiliteit oplevert. IE bespaart niet alleen ruimte en bedrading, maar vereenvoudigt ook de inbedrijfstelling door het aanbieden van zeer beschikbare tools voor systeemintegratie.

Hoewel de industrie duidelijk meer gebruik maakt van IE, is de sleutel voor ontwikkelaars van automatiseringsapparatuur het bereiken van IE-connectiviteit op een kosteneffectieve en eenvoudige manier. Nu, echter, kan elke ingenieur die belast is met het vinden van een kosteneffectieve manier om pneumatische kleppen aan te sluiten op IE, overwegen om gebruik te maken van de meest recente netwerkknooppunten met een hoog vermogen en hoge betrouwbaarheid.

Een voorbeeld is het onlangs geïntroduceerde P2M IE-netwerkknooppunt van Parker Hannifin. Ontwikkeld met het oog op geavanceerde fabrieksautomatisering is de koppeling eenvoudig en kosteneffectief te configureren. Als gevolg hiervan kunnen de H Universal ISO-serie afsluiters, Moduflex afsluiters en H Micro afsluiters nu worden aangesloten op het IE-netwerk.

Een goedkope aansluiting met geïntegreerde diagnose maakt netwerkverbindingen tot een voordelig alternatief voor traditionele bekabelde netwerken. Het is juist dat dit soort oplossingen moet helpen om de complexiteit en kosten bij de machine te verminderen en tegelijkertijd de eenvoudige diagnostiek te ondersteunen die nodig is voor het uitlijnen van de behoeften en doelstellingen van slimme fabrieken en de industrie 4.0. De oplossingen van dit type moeten de complexiteit en de kosten bij de machine helpen te verlagen.

Parker biedt nu een volledige reeks IE-connectiviteitsopties, waaronder EtherNet/IP, Profinet IO, EtherCAT, Ethernet PowerLink, Modbus TCP/IP en CC-Link IE protocollen.

Ook de netwerkverbinding wordt versterkt door Parker’s H-serie netwerkportaal, die on-machine flexibiliteit biedt voor IE-toepassingen op de H-serie ISO-klep met universeel manifold. Het netwerkportaal is geschikt voor digitale of IO-Link I/O’s voor machines, waardoor er geen extra PLC-in- en -uitgangskaarten of andere externe modules nodig zijn. Door de I/O op de klepverdeelkast via het netwerkportaal te hebben, is het mogelijk om eenvoudig en kosteneffectief gecentraliseerde machinetoepassingen toe te passen, zelfs in bijtende, afspoelbare of gevaarlijke gebieden en zelfs in omgevingen waar extreme temperaturen heersen.

Veeleisende automatiseringstoepassingen, zoals motion control en veiligheid, zijn de ideale kandidaten voor IE, omdat beide kunnen profiteren van de betrouwbaarheid en extra bandbreedte die deze oplossing biedt. Eindelijk is goedkope connectiviteit met geïntegreerde diagnose werkelijkheid geworden, waardoor de complexiteit en kosten bij de machine nog verder zijn teruggebracht, terwijl de connectiviteit is afgestemd op de behoeften van slimme fabrieken en de industrie 4.0. De connectiviteitsoplossing is een van de belangrijkste voordelen van deze oplossing, die de betrouwbaarheid en de extra bandbreedte die deze oplossing biedt.

Met het oog op de toekomst zullen IE-netwerken waarschijnlijk blijven groeien en een steunpilaar worden in de industriële communicatie, waardoor de industrie en infrastructuur kunnen worden bestuurd door verschillende apparaten, machines, systemen en gebruikers te verbinden, ongeacht de locatie. De IE-compatibiliteit van belangrijke automatiseringscomponenten zoals pneumatische kleppen is van vitaal belang als de industrie ten volle gebruik wil maken van de voordelen die een totale en betrouwbare connectiviteit kan bieden.

Industrial Automation partners