verticale

ProfiNet come dorsale per l'implementazione dell'industria 4.0

La digitalizzazione avvicina notevolmente le reti OT con le reti IT
PNO Industry 4.0 WG
TSN rispetto al modello ISO/OSI
“Time-sensitive Networking” (TSN) – Tecnologia
PROFINET basato su TSN

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SAVE ottobre 2018 Dagli incentivi alle tecnologie abilitanti: come investire in Industria 4.0

Pubblicato
da Benedetta Rampini
SAVE 2018Segui aziendaSegui




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Estratto del testo
Veronafiere 17-18 ottobre 2018 Vi aspettiamo a mcT Petrolchimico Milano, 29 novembre 2018 Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore 27 ottobre Cogenerazione Termotecnica Industriale Pompe di Calore Alimentare Alimentare Petrolchimico Alimentare 28 ottobre Alimentare Petrolchimico Alimentare Alimentare Petrolchimico Visione e Tracciabilit 28 ottobre Luce Energia Domotica LED Luce Energia Domotica LED Petrolchimico Alimentare Petrolchimico Petr Giorgio Santandrea ' Presidente PI Italia PROFINET come dorsale per
l'implementazione dell'industria 4.0
SAVE Verona ' 18 Ottobre 2018 Convegno: 'Dagli incentivi alle tecnologie abilitanti: come
investire in Industria 4.0' 2 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 Sistemi di automazione'
'ma non solo
3 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 Un sistema uniforme, anche per la sicurezza 4 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 La digitalizzazione avvicina notevolmente le reti
OT con le reti IT
Ieri:
Interoperabilit Limitata
Enterprise Production Limited communication between enterprise and production layer Oggi: aumento di sfide derivanti all'aumento di
richieste di interoberabilit
Enterprise Field Control Enterprise Management Production Operator Challenge to handle complexity of increasing communication Interoperability Domani: Interfaccia ben definit per
gestire la complessit
Enterpris e Network Production Backbone Production Cell Two dedicated networks with defined managed interface 5 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 5 PNO Industry 4.0 WG (ci lavoriamo da Nov 2015) Industry 4.0 @ 6 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 6 Harmonized network infrastructure Increased ruggedness Merger with the Office network Additional services in the network Gigabit strategy TSN Data semantics Enhanced profiles IPv6 Network setup F-device flexibility Dynamic interface Diagnostics Asset management Maintenance Device Information Cloud TSN OPC UA Security Semantics IPv6 OPC UA Security PNO Industry 4.0 WG: aree di sviluppo 7 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 7 TSN rispetto al modello ISO/OSI 7: Application 6: Presentation 5: Session Application protocol 1: Physical e.g. 100 Mbit/s / 1 Gbit/s 3: Network IP 4: Transport UDP TCP 2: Data Link IEEE 802.1 TSN OGGI FUTURO IEEE 802.1 ' TSN rappresenta una collezione
di standard IEEE a livello 2
' Per avere un protocollo
necessario includere anche gli
altri livelli (incl. Liv 7) 8 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 'Time-sensitive Networking' (TSN) ' Tecnologia TSN costituito da diversi Standard IEEE che estendono lo Standard Ethernet
Ad esempio: Enhanced synchronization behavior (IEEE 802.1ASbt) Suspending (Preemption) of long frames (IEEE 802.1Qbu) Enhancements for scheduled traffic (IEEE 802.1Qbv) Bassa latenza Alta disponibilit Robustezza Sincronizzazione Funzioni Path control and bandwidth reservation (IEEE 802.1Qca) Seamless redundancy (IEEE 802.1CB) Stream reservation (IEEE 802.1Qcc) Obbiettivi di TSN ' Interfacce standardizzate nella rete per garantire Quality of Service (QoS) ' Bassa latenza di trasmissione
' Comunicazione real-time di alta qualit
' Convergenza: diverse applicazioni partecipano nella stessa rete e ricevono QoS 9 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 9 High-Throughput Data
Variable rate, bursty long- lived elastic flows
Real-Time Control (PROFINET, OPC UA)
Small size packets, very short transmit interval, reacts to loss Precision Time Sync
Short constant transmit interval, constant rate IP Telephony
Fixed-size small packets, inelastic and low-rate flows Real-Time Control for Safety
Applications
Short transmit interval, constant rate, reacts to
loss Broadcast Video
Constant and variable rate, inelastic, non-bursty flows Network Control
Variable size packets, short
messages, rate constrained TSN: pi applicazioni condividono la stessa rete 10 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 10 Cosa significa in ambito industriale' Standardized, convergent TSN network Network management End device End device End device Impatti di TSN Ethernet standard diventa in grado di offrire
funzionalit di comunicazione real-time 'Ogni" comunicazione Ethernet-based pu
offrire in futuro funzionalit real-time PROFINET, OPC UA, ' TSN consente un salto tecnologico basato
su componenti standard
Requisiti
Hardware con funzionalit TSN 11 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 PROFINET basato su TSN: cosa cambia' PROFINET @ TSN TSN cambia il meccanismo di base a livello 2
Nessun cambiamento a livello di
applicazione
Necessario hardware TSN specifico per PLC IO remoti, drive, etc. Switch Layer 1 100Mbit - 1Gbit Layer 2
Layer 3
Layer
Appl.

RT IRT TSN Servizi PROFINET
IP 12 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 OPC UA OPC Classic ha avuto un successo mondiale fino ai primi anni 2000 Limitato dalla dipendenza da Microsoft (DCOM) Modello dati non sofisticato Sicurezza a volte inadeguata OPC UA (Unified Architecture) orientato
ai servizi Offre Scalabilit Sicurezza Modello dati sofisticato e completo 13 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 Integrazione orizzontale e verticale Integrazione
' OPC UA per comunicazione verticale di dati aciclici ' OPC UA anche per comunicazioni
controller/controller ' PROFINET per scambio dati di I/O ciclico e real-time a
livello di campo ' Vantaggi: PROFINET e OPC UA possono
condividere la stessa rete!
+ SCADA, DCS MES, ERP Cloud Controller-
level
Field-
level
PR O FI NE T O PC U A Operator-
level
Management-
level
Cloud Machine Machine Eth e rn e t / Eth e rn e t TS N 14 2018 PROFIBUS e PROFINET Italia SAVE Verona 18/10/2018 OPC UA @ TSN e PROFINET @ TSN No rt h Sout h PROFINET @ TSN per un 'fieldbus' performante
' Garanzia sugli sviluppi tecnologici grazie alla standardizzazione IEEE di TSN ' Banda maggiore (1 GBit)
' Funzionalit Real-time con chip standard
' Mantenimento degli attuali programmi/progetti tramite l'utilizzo dell'attuale livello applicativo PROFINET OPC UA @ TSN per interconnettere macchine
' Scambio dati aperto attraverso standard globali (OPC UA, IEEE) ' Infrastruttura di rete robusta basata su TSN
' Comunicazione Real-time es: per Controller/Controller
' 3 approcci: Client/Server, Pub/Sub, Pub/Sub TSN Controller-
level
Field-
level
PR O FI NE T O PC U A Operator-
level
PLC TSN Grazie per l'attenzione !


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