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ブログ: シングル・ペア・イーサネット – システム導入のさまざまなシナリオ
ファクトリー・オートメーション・ネットワークは、今日、その大部分がイーサネット規格に基づいていますが、プロセス・オートメーション分野でのイーサネットの導入はまだ進行中です。インダストリー4.0およびIIoTに対応し、ビジネスモデルを実現するために、Namurはクラウドのすべてのレイヤーを横断する通信コンセプトを定義するオープン・アーキテクチャ(NOA)をリリースしました。Namurはまた、プロセス・オートメーションにおける将来のネットワークを、イーサネットを使用したIPネットワークにすることをと決める文書をリリースしました。FieldCommグループは、PIおよびODVAとともにIEEEの進歩を大きく推進するグループを形成し、現場への迅速な導入のためのシステム要件を決定しました。
この図は、ゾーン0のような危険区域において、さまざまなレベルの本質安全防爆や、ループ電源式または個別電源式デバイスに対応するための、プロセス工場内のさまざまなゾーンを示しています。ネットワーク自体はよく知られたスパーおよびトランク・トポロジを使用しており、それぞれ最大500mAで最大50台のデバイスに電力を供給できます。さらに、既存のケーブルや装置を再利用することで、システム設計や統合にかかる労力を削減できます。したがって、プロセス産業の焦点は、既存のフィールドバス設備を継続的にAPLに置き換えることです。
プロセス産業とは対照的に、ファクトリー・オートメーション産業における支配的なネットワークは産業用イーサネットです。しかし、これはプロセス・オートメーション産業で有効なSPEの利点を、フットプリントの小型化、ケーブル重量の軽減、ケーブル長の延長、堅牢性の向上、1つのツール環境による設置とメンテナンスの容易さなどに限定してしまいます。
ここでの課題は、すでに現在のデータ主導型ビジネスモデルの多くを可能にしている既存のIPベースのネットワークに、これらの利点をもたらすことです。課題は多岐にわたります。産業用イーサネット規格の中には、仕様に10Mbitの伝送速度が含まれていないものや、含まれ始めたばかりのものもあります。
プロセス・オートメーション用APLの主役であるいくつかのセンサメーカーは、2007年からすでに積極的にIO-Link規格にニーズを合わせていました。IO-Linkは、パラメータ化、診断、「インダストリー4.0」エコシステムへの完全統合をサポートしています。しかし、IO-Link Frameを1000m超のSPEで転送すると、以前のポイントツーポイント・センサー・ネットワークをある種のフィールドバスに転送することになります。混乱を避け、解決するるためには、位置決めの検討が必要です。これらの技術的な問題にもかかわらず、ファクトリー・オートメーションにとっての重要な問題は、SPEのメリットを享受するユースケースです。現在、PI、ODVA、IO-Linkのさまざまなグループが、これらのユースケースと潜在的な現場への統合シナリオについて議論および評価を行っています。IO-Linkコンソーシアムは、ブラウンフィールドでの設置例を取り上げた、いくつかの導入シナリオ例を含むホワイトペーパーをリリースしました(IO-Link Consortium、2020年)。
ヒルシャーは、PIのいくつかのワーキング・グループに参加し、PROFINETのSPEに関する議論に貢献しています。当社はまた、IO-Linkワーキンググループにも参加し、両規格を相互補完的に現場へ統合する利点と課題を評価しています。IEEEでは、当社は802.3cg規格に残っている未解決のトピックに関する議論を共有し、SPEトピックに関するODVAの議論に参加しています。当社の目標は、既存のシステムにSPEを低労力で統合するための移行パスの構築を支援し、自社の通信分野での専門技能と製品でこれをサポートすることです。
参考資料
IO-Link Consortium(2020)、Gringauz、Moritz、Lindenthal、Witte、「シングル・ペア・イーサネット伝送のためのIO-Link拡張の概念研究(ホワイトペーパー)」
SPEの詳細については、Niels Trappのホワイトペーパーをご覧ください!リンクをクリックしてダウンロード
シングル・ペア・イーサネットに関するブログ・シリーズのパート4: システムの採用、標準規格の統合、関連するユースケースでの利点の活用など、未解決の問題を解決するために、業界の前にはまだ多くの仕事が立ちはだかっています。SPEの将来見通しはどのようになっているでしょうか?
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