Az ipari mozgásvezérlés legfontosabb szabványai közé tartoznak az interoperábilis kommunikáció nyílt hálózati szabványai. De ne hagyjuk figyelmen kívül a szabványos elnevezési egyezmények fontosságát a rendszerintegráció megkönnyítése és az IIoT és hasonló kezdeményezések előmozdítása érdekében.
Az egyre inkább „csatlakoztatott” világban a gépgyártók és a végfelhasználók úgy találják, hogy az intelligens gépek digitális része egyre összetettebb és megértése kihívást jelent. Az iparági trendek olyan témákra összpontosítanak, mint a modulárisan csatlakoztatott gépek, az ipari dolgok internete (IIoT), a csatlakoztasd és termelj (plug-and-product), a digitális ikrek (digital twin) és a digitális gyár. A mozgásvezérlő alkalmazások fejlesztése, valamint maga az iparág nagyon gyorsan változik.
Ahhoz, hogy egy OEM gépgyártó sikeres legyen a gépgyártás gyorsan fejlődő világában és megfeleljen a vevők egyre növekvő elvárásainak, a szabványosított kommunikáció és az interoperabilitás kihívásaival kell szembenéznie.
A végfelhasználók további gépeket vásárolnak különböző típusú meglévő gépeikhez. A különböző terepi buszok és az ipari hálózathoz kapcsolódás problémákhoz vezet. Mivel ezeknek a gépeknek csatlakozni kell egymáshoz, azokat célszerűbb lenne a felhőhöz csatlakoztatni.
Amikor egy vállalat vásárol egy gépet az OEM gyártótól, az az elvárás, hogy a gép képes legyen kommunikálni – anélkül hogy sok mérnöki időt kellene befektetni a kommunikáció felállításához. Az intelligens ipari hálózatok hatékony, gyors végrehajtást és az adatokon alapuló operatív optimalizálás elősegítését eredményezik.
A mozgásvezérlés szabványai és protokolljai amire érdemes figyelni
A következő szervezetek azok, amelyek a leghatékonyabbak a IIoT fejlesztések lehetővé tételében. A nyílt alkalmazás-programozási interfészek (API-k) legújabb fejlesztései figyelemre méltóak, beleértve az alábbi szabványokat és protokollokat, amelyek elősegítik az interoperabilitást.
OPC UA és TSN
A felhőalapú megoldást megvalósító gépgyártók vagy OEM-ek hamar „belefutnak” az Open Platform Communications (OPC) Alapítvány és az Unified Architecture (UA) specifikációjában. Az OPC UA-t 2008-ban méretezhető, nyílt platformú technológiaként adták ki, amely lehetővé tette a hatékonyabb biztonságot és az adatmodellezést, mivel a feldolgozóipar egyre több szolgáltatásorientált architektúrát keresett.
Ahogy nőtt a gépi szintű adatgyűjtés, a hálózati architektúráknak is növekedniük és változtatniuk kellett. Előfordult, hogy a szabványos Ethernet és az ipari Ethernet kapacitása és teljesítménye nem volt elegendő. Ezt 2018-ban kiadott az OPC UA Time Sensitive Networking (TSN), egy nyílt szabványon alapuló, ipari automatizálásra alkalmas kommunikációs infrastruktúra orvosolta.
Az OPC UA TSN lehetővé teszi a valós idejű (megközelítőleg) kommunikációt a különböző gépek, vezérlők, a felhő és más informatikai (IT) megoldások között. Ezeknek a specifikációknak a kifejlesztése befolyásolja a mozgásvezérlő gépek jövőbeli kialakítását és fejlesztését.
MQTT
Amíg az OPC UA TSN egy széles körű protokoll, amely az egész rendszert irányítja, az üzenetsorozat telemetria-szállítás (MQTT) egy egyszerűbb protokoll, amely lehetővé teszi, hogy két alkalmazás egymással kommunikáljon. Az MQTT-t gyakran egy termékben valósítják meg. Például az MQTT lehetővé teszi az érzékelő vagy a vezérlő számára, hogy kinyerje az információkat a termékből, és ezt egy felhőbe továbbítsa.
Az MQTT-t a IIoT üzenetalapú protokolljának tekinti, és 2016-ban ISO / IEC szabványként (20922) elfogadták. Mint ilyen, az MQTT-t gyakran használják egy nagyobb rendszer részegységeinek kommunikációjára.
OMAC PackML
A gépi automatizálási és vezérlési szervezet (OMAC) az iparágon belülről nőtt ki, végfelhasználók, OEM-ek, gépgyártók, rendszerintegrátorok és technológiai szolgáltatók szerveződése. Néhány eredeti OMAC cél az volt, hogy csökkentse a szállítási időket, maximalizálja a rendelkezésre álló erőforrásokat, és növelje az iparág jövedelmezőségét, ugyanakkor lehetővé tette, hogy az egyes szervezetek fenntartsák a versenyelőnyüket.
Az egyik legfontosabb OMAC kezdeményezések közé tartozik a PackML (más néven ISA-TR88), az ipari automatizálásra összpontosító műszaki szabvány. Eredetileg a PackML 2002-ben az Egyesült Államokban jelent meg. Megkönnyíti a különböző gépek integrálását és szabványosítja a hardver-szoftver kommunikációt: a gépi módok, állapotok és címek elnevezéseinek összehangolásával.
Az ISA-TR88.00.02 legújabb verziójával az OMAC segíti a IIoT engedélyezéséhez szükséges szabványosított kommunikációs protokollok előmozdítását az OPC UA-hoz társ-specifikáció kidolgozásával.
Vége az egyedi rendszereknek?
Ez úgy hangozhat, hogy a gyártóknál kevésbé lesz releváns a saját megoldásaikat fejleszteni és kínálni. Míg a nagyobb cégeknek lehetőségük is van saját protokolljuk létrehozására, az nem szolgálja jól a végfelhasználót. Amint egy gépgyártónak vagy az OEM-nek szüksége van egy új eszköz integrálására a rendszerbe, és nem nyílt végű protokollt használ, akkor ez problémához vezet. Csak néhány vállalat képes mindent teljes körűen csatlakoztatni.
Az IIoT vonatkozásában mozgásvezérlő rendszerek és szolgáltatások terén a vezető gépgyártók, az OEM-ek és a gyártó cégek olyan hardvert és szoftvert keresnek, amelyek teljes körű adatokat szolgáltatnak a távoli- és megelőző karbantartáshoz, leállás és állapotfelügyelethez, teljesítmény-vizsgálatokhoz és a digitális eszközök kezeléséhez.
A nyílt iparági szabványok és protokollok révén történő együttműködés lehetővé teszi a teljes felhőkapcsolatot és egy teljes kommunikációs hálózatot, amely feloldja a következő generációs technológiákat és fenntartja a saját összetevők integritását.
Az OEM-nek a közeljövőben a gépfejlesztési idő akár 50-60% -át a szoftverfejlesztésre kell fordítani. Ez nagy változás lesz, különösen a kisebb, hagyományos gépgyártók esetében. Csak a szabványosított szoftverek és a harmonizált nyílt protokollok használata segíthet nekik kezelni ezt a kihívást, hogy a gépeket a lehető legrövidebb idő alatt a végfelhasználó rendszeréhez csatlakoztassák.
