Industrial Ethernet online kennisdagen

Communicatie is nog nooit zo belangrijk geweest! Als we de afgelopen decennia stil hadden gezeten, hadden we vandaag de dag een grote uitdaging gehad. Ook binnen de industrie worden steeds meer zaken gekoppeld en inzichtelijk. Data speelt een groter rol in de vooruitgang en de continuïteit van een fabriek.  Afgelopen Industrial Ethernet evenement heeft laten zien dat de vooruitgang niet stil staat maar dat er nog steeds een hoop obstakels zijn en het grootste obstakel zijn wij als mens. Vaak zijn de mogelijkheden in de plant aanwezig maar worden ze niet gebruikt. Aan technische vooruitgang geen gebrek.

Van 23 tot en met 25 maart 2021 organiseerde FHI i.s.m. PI Nederland de Industrial Ethernet online kennisdagen.

Een drietal dagen met 15 sessies, gefaciliteerd door 14 deelnemers. Bedrijven met hun eigen expertise op het gebied van Industrial Ethernet. Meer dan 300 bezoekers konden hun eigen programma samenstellen door de lezingen naar eigen wens te selecteren. Een gevarieerd programma met thema’s als IIOT, Cloud, netwerkstructuren, draadloos, beveiliging, 5G en meer.

Cloud

Verschillende praktijkcases uit de chemische -, voedingsmiddelen – en waterindustrie werden getoond om te laten zien dat er gestandaardiseerde bedrade- en draadloze oplossingen zijn om relevante (proces)meetwaarden, status en diagnose van bestaande smart instrumenten eenvoudig en veilig uit het OT-domein te ontsluiten naar het I(Io)T-domein. De weg naar  clouddiensten is dan gemakkelijk, zo zijn uw machines, processen of services verder te optimaliseren en daarmee kunt u geld en energie besparen. Waarschijnlijk gaat u dan ook MQTT tegenkomen. In de wereld van IIoT wordt veel gebruik gemaakt van cloud connectiviteit. MQTT is hiervoor de perfecte match om dit te koppelen en te realiseren. In een aantal lezingen zijn de bovenstaande zaken uitgelegd door theoretische en praktische voorbeelden.

5G

Toekomstige slimme industriële automatisering zal worden gekenmerkt door flexibele en modulaire productiesystemen, wat op zijn beurt vraagt ​​om een ​​zeer flexibele en veelzijdige data- en communicatie-infrastructuur die de snelle herconfiguratie van productiefaciliteiten kan ondersteunen. Met dit als achtergrond is industriële / fabrieksautomatisering geïdentificeerd als veelbelovend toepassingsdomein van 5G. In de presentatie van TNO werd een overzicht gegeven van de algehele 5G-ontwikkeling in het algemeen, evenals de mogelijkheden van 5G ter ondersteuning van industriële automatisering in het bijzonder, hier spelen onderwerpen als 5G niet-openbaar netwerk en netwerk-slicing een belangrijke rol.

Wifi 6

Net als bedrade netwerken evolueren draadloze netwerken binnen de wifi-standaard continu. Inmiddels is Wifi 6 aangekondigd, een standaard die een aantal pijnpunten van eerdere wifi-standaarden moet oplossen.

Binnen de industrie zijn de eisen die we aan wifi stellen anders dan voor de consumentenmarkt. Beschikbaarheid van het netwerk en de apparatuur zijn heel belangrijk, want je moet productie kunnen draaien. Het tijdelijk wegvallen van een verbinding moet je dus bij voorkeur kunnen ondervangen. Wifi 6 biedt een aantal verbeteringen voor de beschikbaarheid en betrouwbaarheid van de draadloze verbinding. Zo kun je dankzij de functie bss coloring ervoor zorgen dat wifi-apparaten elkaar minder in de weg zitten.

Ook zijn er aanpassingen mogelijk om apparaten betrouwbaar te laten werken op wifi, bijvoorbeeld bij automated guided vehicles (agv’s) wordt veel wifi toegepast. Daarbij kan de ingebouwde intelligentie in een agv-voertuig opdrachten zelf verwerken, zodat het voertuig niet continu afhankelijk is van een draadloze verbinding. Met Wifi 6 kunnen deze draadloze verbindingen betrouwbaarder worden gemaakt waardoor de noodzaak voor lokale intelligentie minder wordt.

Er zijn technieken van de Bluetooth standaard overgenomen, met name voor efficiënter energieverbruik. Je hebt nu in fabriekshallen bijvoorbeeld bluetooth-beacons voor positiebepaling. Dat kun je ook met Wifi 6 doen door kleine zendertjes op basis van batterijvoeding te gebruiken. Wifi 6 kent dus ook technieken voor energiebesparing.

Toch moeten bedrijven nog even geduld hebben voordat ze Wifi 6 kunnen toepassen. De verwachting is dat eind 2021 de eerste Wifi 6-producten voor de industrie zullen verschijnen.

Een nadeel van wifi is nog steeds dat het beschikbare spectrum beperkt is. Het is nog afwachten of de EU op termijn meer vrij spectrum beschikbaar stelt voor wifi (6GHz band), de Europese Commissie moet daar nog over stemmen.

Single Pair Ethernet

Single Pair Ethernet(SPE) is vandaag de dag een veel besproken onderwerp, zo ook op het Industrial Ethernet event. Nieuwe hardware voor het Ethernet van de toekomst is hard nodig. De toenemende mate van digitalisering van industriële installaties roept op tot verdere ontwikkeling van bestaande Ethernet verbindingen. Voor sensoren en lokale controle-eenheden in het bijzonder, zijn conventionele bekabeling concepten niet meer in staat om te voldoen aan de laatste eisen met betrekking tot de vereiste degelijkheid, ruimte en installatiekosten. Ook vanuit andere markten is er interesse.

Een van de voordelen van SPE is een meer solide basis; de oude RJ45-stekkers, die door de industrie zijn overgenomen, zijn vrij fragiel. Om deze stekkers beter geschikt te maken voor industriële toepassingen zijn de RJ45-connectoren steviger gemaakt, bijvoorbeeld met een extra behuizing om ze waterdicht te maken. Bij het design van de SPE-stekker zie je dat het een stevige stekker is geworden. En veel kleiner natuurlijk: de footprint is tot een factor vijf kleiner.

De nieuwe standaard maakt ook hogere doorvoersnelheden mogelijk. De 10Mbit-specificatie voor 100 meter is al vrijgegeven. Maar over maximaal 15 meter zijn snelheden tot 10Gbit gehaald. De SPE-standaard heeft andere lengtes en snelheden gekregen dan de oude industriële ethernetstandaarden.

De push voor SPE komt uit de automobielindustrie. Steeds meer onderdelen in een moderne auto moeten onderling communiceren met steeds grotere hoeveelheden data. Als je dan 10Gbit kunt halen over 15 meter, is dat ruim voldoende. Maar in bijvoorbeeld de procesindustrie wil je langer afstanden, tot wel 1000 meter. Maar zij kunnen weer volstaan met lagere doorvoersnelheden. SPE werkt daar prima.

Door de ondersteuning voor langere afstanden heb je minder gateways nodig om bijvoorbeeld vanuit RS-485 of een ander protocol over te gaan naar ethernet. Bovendien is de footprint van de SPE-stekker zo klein dat deze fysiek in een M8-connector past. En M8-connectoren worden weer veel gebruikt bij sensoren. Uiteindelijk krijg je zo sensoren met een ip-adres die je direct over TCP/IP kunt adresseren. Zo komt je uiteindelijk tot een netwerkprotocol. Dit gaat een grote impact hebben op de totale netwerk infrastructuur.

Security

Naast het aanleggen en gebruiken van uw netwerk, of dit nou draadloos of bedraad is, blijft het belangrijk om het geheel te controleren. Het monitoren van een datanetwerk is eigenlijk ook een actieve vorm van security. Als er bijvoorbeeld een ongewoon grote hoeveelheid gegevens door het netwerk stroomt, kan er sprake zijn van een cyberaanval. Door de waarden van deze data te vergelijken met historische gegevens (tijd, dag van de week) wordt er bepaald of er daadwerkelijk sprake is van een aanval.

De security apparatuur, die samenwerkt met het monitorsysteem, kijkt diep in de datastroom om bekende malware te weren en onbekende malware te herkennen. De beheerder ontvangt via een app een waarschuwing bij de detectie van een (mogelijke) aanval en onregelmatigheden.

Ook de 2021 editie hebben we gelukkig online kunnen laten doorgaan door de ver gevorderde infrastructuur. Deze digitale weg biedt de mogelijkheid om de meeste sessies terug te kijken. Graag verwijzen wij u dan ook naar de online kennisbank over Industrial Ethernet.