Ethernet-APL (Advanced Physical Layer) biedt grote voordelen op het vlak van industriële netwerkcommunicatie. Het is echter geen totaaloplossing. Veel functies moeten daarom op de protocol laag worden aangeboden, en niet op de fysieke laag. PROFINET biedt deze functionaliteit én meer om een installatie met maximale efficiëntie te laten draaien. In dit artikel gaan we dieper in op de mogelijkheden op protocolniveau.
Protocolkenmerken = Operationele efficiëntie
Om een complete op Ethernet gebaseerde industriële netwerkoplossing voor procesautomatisering te bieden, moeten functies door het protocol worden geïmplementeerd om operationele uitdagingen op te lossen. Belangrijke kenmerken zijn onder meer dynamische herconfiguratie, op status gebaseerde diagnostiek, het eenvoudig vervangen van apparatuur, gestandaardiseerde gegevensformaten, hoge beschikbaarheid en redundante.Het implementeren van deze functies in PROFINET is het resultaat van tientallen jaren ervaring met PROFIBUS PA. Met als doel om het productieproces zo veilig en efficiënt mogelijk te maken.
Informatiemodellering + orkestratie
Op device niveau hebben we PA-DIM (device information model), waarbij we de beschikbare procesvariabelen van verschillende apparaten in kaart hebben gebracht volgens het OPC UA-informatiemodel. Voorbeelden hiervan zijn flow, druk en temperatuur. Dit gestandaardiseerde gegevensformaat is nuttig tijdens de inbedrijfstelling, onderhoud en de optimalisatie van het proces.
Het model is zelfbeschrijvend, machine readable en rijk aan informatie. De toegang tot data wordt daardoor sterk vereenvoudigd.
Op machineniveau is er MTP (Module Type Package). MTP is een fabrikantonafhankelijke standaard voor de snelle en eenvoudige configuratie en implementatie van gemodulariseerde productie-installaties. Het MTP-bestand kan worden geïntegreerd in een Process Orchestration Layer om sneller een procesvolgorde te creëren, bijvoorbeeld om een recept te voltooien. Hoewel ontwikkeld voor de procesindustrie, wordt MTP ook opgepikt door andere industrieën en discrete automatisering.
Toegang tot en gebruik van verborgen data
Het mooie van Ethernet-APL is dat het precies dat is: Ethernet. Dit betekent dat er meerdere protocollen naast elkaar op dezelfde kabel kunnen bestaan. Het PROFINET-protocol draait parallel aan elk Ethernet-gebaseerd protocol zoals OPC UA of MQTT.
Binnen NAMUR bestaat de wens om deze technologieën als tweede kanaal in te zetten. Om zo de data uit het veld direct naar de IT-laag te brengen, buiten de bestaande automatiseringsinfrastructuur om via een data diode – NAMUR Open Architecture (NOA). Op dit moment zit de meeste data uit het veld ‘gevangen’ in het device of besturingssysteem zelf. NOA heeft tot doel die data te ontsluiten, zodat deze gebruikt kan worden voor verdere procesoptimalisatie.
Samenvatting
Wanneer je een industrieel netwerkwerk vergelijkt met het bouwen van een huis, kun je Ethernet-APL zien als de fundering: de meest fundamentele enabler. Het PROFINET protocol vormt de muren en het dak. Het helpt de efficiëntie van de bedrijfsvoering te vergroten. PA-DIM, MTP en NOA zijn de inrichting van het huis. Ze maken het leven beter met Industrie 4.0 oplossingen zoals asset management, predictive maintenance, remote monitoring, receptbeheer, statische procescontrole en meer.
