Komunikacja dla maszyn pakujących

Ethernet POWERLINK – najlepsza komunikacja dla maszyn pakujących.

Producenci maszyn bardzo często napotykają na ograniczenia dotychczas stosowanych przez siebie sieci. Przykładem może być popularna magistrala CAN bus, której zaletą jest otwartość i wymagany determinizm. Jednak w przypadku wzrostu liczby urządzeń w sieci pojawiają się problemy wynikające z ograniczonej szerokości jej pasma. W następstwie czego zachodzi potrzeba zainstalowania dwóch lub więcej magistarli CAN, a takie rozwiązanie niestety wiąże się z niedogodnościami podczas uruchomienia i utrzymania. Jak sobie w takie sytuacji poradzić?

Najnowocześniejsze koncepcje komunikacji opierają się obecnie głównie na przemysłowym Ethernecie, gdyż ma on wiele zalet i bardzo szeroki zakres wykorzystania. Pozwala m.in. na zastosowanie standardowych komponentów z otoczenia biurowego, co zapewnia bezpieczeństwo inwestycji, oraz umożliwia realizację wielu topologii, jak gwiazda, pierścień, drzewo, przy nieosiągalnych dotychczas prędkościach transmisji. Poza transferem o szybkości 100 Mbit są już na rynku dostępne systemy przemysłowego Ethernetu oferujące prędkości 1 Gigabit. Jednakże, podejmując decyzję o wdrożeniu przemysłowego Ethernetu w swojej aplikacji natychmiast powstaje kolejne pytanie: którą realizację wybrać?


Projektanci systemów, podejmujący rozeznanie rynku w tym zakresie, wkrótce zorientują się, że rozwiązania oferowane przez różnych dostawców są ze sobą niekompatybilne i że Ethernet ma w istocie kilka znaczeń.Wybór odpowiedniego systemu może okazać się zatem sporym wyzwaniem.

Wybór odpowiedniego systemu Ethernetu przemysłowego.

W obliczu podobnego problemu stanęła w pewnym momencie Grupa ILAPAK (Szwajcaria) – producent maszyn pakujących, gdyż właśnie w przypadku tego typu maszyn komunikacja ma fundamentalne znaczenie. Sieć musi gwarantować synchronizację w czasie rzeczywistym pomiędzy CPU, stacjami wej/wyj oraz serwonapędami. Tylko wtedy można zapewnić odpowiednią jakość i wydajność produkcji.

Grupa ILAPAK produkuje maszyny poziome, pionowe, kompletne linie pakujace, maszyny do pakowania w zmodyfikowanej atmosferze. Odbiorcami maszyn produkowanych przez ILAPAK jest wiele znanych firm z przemysłu spożywczego, kosmetycznego i chemicznego, wytwarzających opakowania m.in dla ciastek, kawy, herbaty, makaronów, mięsa i itd.


Grupa ILAPAK podjęła decyzję o zastosowaniu takiego systemu przemysłowego Ethernetu, który będzie niezależny od jakiegokolwiek dostawcy automatyki.
Wyodrębniono dwa główne kryteria, które miały być decydujące dla ostatecznego wyboru. Pierwsze kryterium : System musi być w stanie obsługiwać standardowe komponenty Ethernet. Trafnie można zauważyć, że to powinno być oczywiste, w końcu Ethernet to cześć przemysłowego Ethernetu. W praktyce jednak sprawa jest mniej oczywista. Niektóre, tak zwane systemy oparte o przemysłowy Ethernet, w istocie działają wyłącznie na bazie dedykowanych systemów ASIC. Przeoczenie tego drobnego szczegółu w procesie selekcji może okazać się niemiłą pułapką w przyszłości. Jeśli ktokolwiek wybierze jeden z tego rodzaju systemów wkrótce będzie „na łasce” jednego dostawcy automatyki. Drugie kryterium: System musi być otwarty. Otwarty to inaczej mówiąc nie-zastrzeżony. Oznacza to, że system jest dostępny dla każdego i może być zainstalowany w istniejących systemach bez licencji oraz kosztów układów ASIC. Co prawda, jest kilka wersji nielicencjonowanych i takich, gdzie nie trzeba ponosić wydatków na ASIC, można nawet pobrać z sieci darmowe kody, ale może to być pułapka dla osób niezbyt uważnych. Potencjalni klienci kuszeni są obietnicą systemu zapewniającego synchroniczność i brak fluktuacji, ale nie dostają tego, na czym obecnie najbardziej zależy producentom maszyn - determinizmu.
Tak zwane darmowe rozwiązania ASIC oparte na dowolnym standardowym układzie Ethernet to kopie, o niskiej wydajności, które w konsekwencji psują całe dzieło. Pełną wydajność można wówczas osiagnąć wracając z powrotem do systemu ASIC.

Najlepsze rozwiązanie
Pytanie odnośnie najlepszego systemu, który jest otwarty i jednocześnie bazuje na standardowym Ethernecie nie jest łatwe, ale istnieje na nie odpowiedź.
Odpowiada Claudio Macchiaveli - starszy inżynier w ILLAPAK uczestniczący w procesie selekcji nowego systemu.
“Przyjrzeliśmy się wszystkim obecnym na rynku systemom opartym o przemysłowy Ethernet. Były to np. EtherCAT, POWERLINK, Profinet RT, i Sercos III. Tylko POWERLINK jest w stanie sprostać dwóm zadanym kryteriom!”

Wdrożenie POWERLINK na platformę Linux zajęło 6 tygodni. „Stacja zarządzająca” (managing mode) POWERLINK bazuje na standardowym chipie Ethernet. Jest to możliwe niezależnie od ASIC lub licencji, gdyż EPSG (Ethernet POWERLINK Standardization Group) promuje otwartę technologię dostępną dla każdego. Dzięki temu ILAPAK może dobierać komponenty automatyki nie polegając tylko na jednym dostawcy. Poza tym firma czuje się pewnie, wiedząc ze wybrała optymalne rynkowe rozwiązanie.
Dodatkowymi zaletami sieci POWERLINK są m.in. zintegrowane bezpieczeństwo, technologia 1 Gigabit, otwarte profile CANopen i redundancja.

Informacje o firmie ILAPAK:
Fakty:
¦ Istnieje od 1970
¦ Główna siedziba firmy: Lugano, Szwajcaria
¦ Obroty: ponad 70 milionów Euro
¦ Liczba pracowników: 400
¦ 600 maszyn dostarczanych rocznie do Klientów
¦ 4 fabryki w Lugano (Szwajcaria),2 fabryki w Nova Milanese oraz Arezzo we Włoszech.



Informacje o Ethernet POWERLNIK

Ethernet POWERLINK został opracowany w roku 2001 przez firmę B&R (specjalistę w zakresie wydajnych deterministycznych systemów automatyzacji) na bazie FAST Ethernet (IEEE 802.3u), poprzez zastąpienie niedeterministycznego protokołu TCP/IP (warstwa 3 i 4 modelu OSI) deterministycznym protokołem POWERLINK.
Główną zaletą Ethernet POWERLINK jest fakt, iż protokół może być zaimplementowany na dowolnym standardowym sprzęcie oraz procesorze Ethernet. Ethernet POWERLINK jest jedynym seryjnym rozwiązaniem czasu rzeczywistego na bazie przemysłowego Ethernetu z mikrosekundową prędkością i precyzją, które nie wymaga obsługi poprzez dedykowany sprzęt oraz układy ASIC.
Bazuje wyłącznie na międzynarodowych standardach i ma obecnie ponad 210.000 stacji EPL pracujących bezproblemowo w 28.000 seryjnych maszynach na całym świecie.

ETHERNET Powerlink jest zarządzany przez EPSG (ETHERNET Powerlink Standardization Group), otwarte stowarzyszenie producentów, ośrodków badawczych oraz użytkowników końcowych technologii automatyzacji. Głównym celem grupy jest oferowanie otwartego standardu dla przemysłowego Ethernetu, z precyzyjną, w czasie rzeczywistym reakcją w zakresie mikrosekund, z bezpiecznymi i wysoce dostępnymi mechanizmami. Ethernet POWERLINK jest używany przez ponad 400 wiodących przemysłowych firm na całym świecie.
Członkami EPSG są m.in. ABB Robotics, Altera, Alstom, Baldor, B&R, Hirschmann, KUKA Controls, KW Software, Lenze, Pepperl + Fuchs oraz Tetra Pak.