Alles wat u moet weten over EtherNet/IP en IIoT
Ethernet kabels worden meer in het veld gebruikt en brengen nieuwe verbindings mogelijkheden. Lees verder om te leren hoe EtherNet/IP werkt, welke voordelen u krijgt en waarom dat dit netwerk essentieel is voor de industriële IoT (Internet der Dingen) toepassingen.
Laat me raden - u heeft nog steeds analogische apparaten in uw fabriek. Inderdaad, de meeste mensen hebben dit nog in industriële automatisering, maar we zien een verschuiving in toepassingen en projecten.
De nieuwe gebaseerde oplossingen op Ethernet en draadloze communicatie zijn veel meer te zien. Geen probleem als u een beetje onzeker over deze oplossingen bent. Ik ga mijn best doen om deze onzekerheid te verminderen.
EtherNet/IP is een van de nieuwe netwerken die op ethernet gebaseerd is. Is het de beste? Zoals altijd ligt dat aan uw situatie en toepassingen.
Laten we eerst met de basis beginnen, voordat we over de verschillende mogelijkheden van Ethernet/IP in een IIoT-wereld praten.
Wat is het verschil tussen mijn Ethernet apparaat thuis en EtherNet/IP?
Tegenwoordig is het draadloze netwerk zeer populair en ziet u minder Ethernet apparaten, maar we gebruiken deze apparaten nog steeds. U heeft ze misschien voor uw hoofdnetwerk of smart TV.
Nog steeds worden de Ethernet apparaten in de industriële wereld als evolutionair beschouwd. EtherNet/IP heeft de beroemde IP er in, waarmee u met het internet verbindt. Deze IP staat voor het 'Industrial Protocol'. Slim idee voor industrieën, toch?
Veld instrumenten gebruiken een Ethernet apparaat met een kabel of een connector, vergelijkbaar met wat u thuis heeft. Natuurlijk heeft een industriële toepassing een stevigere kabel en connector nodig, omdat het vergeleken met thuis in een veeleisende omgeving moet werken.
U weet nu al best veel over hoe deze nieuwe industriële Ethernet apparaten werken. Eigenlijk ligt deze technologie in de buurt van de technologieën die we dagelijks gebruiken. Nog steeds zijn ze niet hetzelfde, dus laten we over deze verschillen leren.
Het begin van EtherNet/IP
Een kleine groep van ControlNet International Ltd. kwam samen in de 90s en ontwikkelde wat we nu als EtherNet/IP kennen.
In 2000 kwamen ze erachter dat ze meer ondersteuning nodig hadden om het project door te laten gaan. In die tijd was crowdfunding nog niet een ding en moest het op de ouderwetse manier.
Ze benaderden de Open DeviceNet Vendors Association (ODVA), een organisatie die opgericht is in 1995 voor automatiseringsfabrikanten. ODVA ging akkoord met een samenwerking om EtherNet/IP verder te ontwikkelen.
In 2009 hebben de initiatiefnemers de controle over het project overgedragen naar OVDA en zijn leden. Tegenwoordig ondersteunt de ODVA het Common Industrial Protocol (CIP™), ControlNet®, CompoNet®, en DeviceNet®.
Vervolgens heeft de organisatie de interoperabiliteit tussen verschillende leveranciers en systemen bevestigd. Interoperabiliteit maken is lastig, maar ODVA bevordert de samenwerking tussen commercial-off-the-shelf (COTS), niet-gemodificeerd Internet en Ethernet technologieën.
Wat is EtherNet/IP?
EtherNet/IP is een flexibel Ethernet netwerk met een open IEC standaard, omdat het op CIP gebaseerd is en het Open System Interconnection (OSI) model en standaard TCP/UDP suite gebruikt. Hiermee kunt u in hetzelfde netwerk een verbinding maken tussen veldsensoren, controllers, en beheerssystemen.
De uitvoering ervan is enorm door de stroomregelingen (motoren, aandrijvingen, softstarters, enz.) en de discrete regelingen (Safety I/IO, robots, enz.). Hierboven zien wij de convergentie van de operationele technologie (OT) en de informatietechnologie (IT).
Er zijn vele mogelijkheden die u aan het netwerk toe kunt passen, zoals de IP camera, WIFI en IP telefoneren. Al deze kenmerken verwijzen naar het feit dat het uitbreiden van IIoT mogelijk is met EtherNet/IP.
Wat is de standaard van EtherNet/IP
In plaats van u te belasten met te veel informatie, geef ik u een lijst met de belangrijkste punten:
- IEEE 802.3: Standaard, Ethernet, Precisie Tijd Protocol (IEEE-1588)
- IEC: International Electrotechnical Commission - IEC 61158
- ODVA: Common Industrial Protocol (CIP)
- IETF: Internet Engineering Task Force, Standard Internet Protocol (IP)
Daarnaast voegt het EtherNet/IP het CIP aan de sessielaag toe, maar het gebruikt nog steeds de OSI model protocol structuur.
U kunt meerdere protocollen in uw netwerk hebben - HTTP, Modbus TCP, enz. - maar dit garandeert geen interoperabiliteit. Hiervoor heeft u Gateways nodig om alle protocollen te vertalen.
Tenslotte kunt u meer manieren van communicatie hebben. De fysieke laag staat draadloos, koperen kabels, glasvezel en nog meer toe. Vervolgens zijn er verschillende standaarden in de data-link laag, afhankelijk van de fysieke laag, bijvoorbeeld IEEE 802.3 (glasvezel), IEEE 802.3 of 802.1 (koper) en IEEE 802.11 (WIFI).
Zelfs de nieuwe Advanced Physical Layer (APL) gebruikt slechts twee kabels, waarvan een voor communicatie is en de ander voor stroom. Hierdoor kunt u het ook in gevaarlijke gebieden gebruiken.
Cool, toch?
Wat zijn de EtherNet/IP topologieën?
De Ethernet technologie heeft zich zeer ontwikkeld van een eenvoudige 10 Mbps bus- en boom-topologie met een half-duplex communicatie naar een 100 Mbps en zelfs 1 Gbps switch/router-gebaseerde ster-topologie met vol-duplex communicatie. Door deze ontwikkeling kunnen de meeste Ethernet netwerken kritische industriële systemen ondersteunen.
EtherNet/IP is een actieve infrastructuur met meerdere netwerk segmenten die punt-tot-punt verbindingen in een ster-topologie gebruiken. De kern van deze topologie zijn de interne verbindingen tussen de laag-2 en laag-3 schakelaars. Deze schakelaars ondersteunen meerdere punt-tot-punt knopen.
Het EtherNet/IP netwerk kan ook lineaire en enkele fout-tolerante ring topologieën ondersteunen. Hiervoor worden geïntegreerde schakelaars en de Device Level Ring (DLR) technologie gebruikt. Door het combineren van al deze topologieën, kan uw kabelroute en communicatie structuur geoptimaliseerd worden.
Wat moet ik echt over het EtherNet/IP weten?
Ook al kunnen we verder praten over de technische details van het EtherNet/IP, gaan we het in drie vragen samenvatten.
Het antwoord geeft u een goede basis om het netwerk beter te begrijpen.
1 - Wat is het verschil tussen TCP en UDP?
Het EtherNet/IP is gebaseerd op de TCP/UDP IP standaard, maar wat betekenen al deze samengevoegde letters dan? TCP (Transmission control protocol) biedt een betrouwbaar, maar langzame gegevensoverdracht in een unicast pakket of kader aan. TCP verbindingen worden bijvoorbeeld gebruikt voor emails en het surfen op het web, omdat het grote waarde voor de diagnostische gegevensoverdracht heeft, terwijl UDP belangrijk is voor I/O gegevens in automatisering of in controle toepassingen.
De UDP (user datagram protocol) standaard heeft een snellere verbinding, maar geeft geen garantie dat de overgedragen gegevens naar de ontvanger komen. Voor deze standaard kunt u een Unicast, Multicast en Broadcast pakket of kader gebruiken, zoals voor het streamen van muziek of videos.
2 - Kan ik het EtherNet/IP gebruiken met andere TCP/IP toepassingen?
Ja, EtherNet/IP werd voor de samenwerking met andere TCP/IP toepassingen ontworpen. Hieronder zijn verschillende voorbeelden van TCP/IP toepassingen die u vaak op de markt ziet:
- HTTP - hypertext transfer protocol
- SNMP - simple network management protocol
- Modbus/TCP
- OPC UA
3 - Wat zijn de basis onderdelen van EtherNet/IP?
Het netwerk bestaat uit belangrijke onderdelen die voor een soepele communicatie zorgen tussen de apparaten en het beheerssysteem. EtherNet/IP gebruikt drie groepen om de onderdelen te herkennen en te onderscheiden van elkaar.
- Scanner: De scannergroep tekent de in- en outputvariabelen van het netwerk in cycli van de update periodes. Bijvoorbeeld, PLCs en controllers.
- Messaging: De messaging-groep ondersteunt expliciete berichtgeving in plaats van actuele I/O gegevens. Bijvoorbeeld, diagnostiek, hulpmiddelen voor netwerk configuratie, SCADA & HMI Systemen.
- Adapter: De adapter-groep biedt apparaat-specifieke functies aan in apparaten met een ingebouwd EtherNet/IP protocol. Bijvoorbeeld, sensoren, kleppen, Gateways.
Hoe past EtherNet/IP in IIoT-oplossingen?
De digitale communicatie van EtherNet/IP vergroot onze kennis van integratie en gegevensgebruik. Volgens het NAMUR NOA concept kunt u met een Edge Device alle informatie in uw netwerk naar verschillende soorten cloud diensten sturen.
Bijvoorbeeld, het Netilion ecosysteem van Endress+Hauser ondersteunt nu ook EtherNet/IP apparaten in verschillende manieren, zoals in Analytics, Library, Health en Value diensten. Het biedt zelfs voorzieningen van derde-partij apparaten in Analytics en Library.
Deze diensten verbeteren uw gegevens overzicht, omdat u waar u ook bent de juiste informatie krijgt. Elke dienst heeft toepasselijke voordelen voor uw dagelijkse taken; u kunt onze dienst pagina bezoeken voor meer informatie.
IIoT diensten zijn een eenvoudige manier om toegang tot belangrijke inzichten van uw veldinstrumenten te krijgen. Deze diensten bieden u een veilige en aangename mogelijkheid voor cloud integratie om uw branche te ontwikkelen, onderhoud te verbeteren, productie bevorderen, enz.
Als u hier veel van heeft geleerd, deel het met uw collega's op sociale media met #Netilion.
Tot de volgende keer!