EtherNet/IP: O protocolo padrão para comunicação em redes industriais

EtherNet/IP é um fieldbus baseado em Ethernet amplamente utilizado para implementar a tecnologia Ethernet padrão na automação industrial. Mas o que é exatamente EtherNet/IP? Como funciona? E quais vantagens a EtherNet/IP oferece?

A EtherNet/IP oferece as seguintes vantagens:

• Controle, configuração e coleta simultânea de dados em uma rede
• Compatibilidade com o protocolo Ethernet
• Alta velocidade de transmissão

Introdução à tecnologia

A EtherNet/IP™ foi lançada em 2001 e hoje é a solução de rede Ethernet industrial mais desenvolvida, comprovada e completa disponível para manufatura e automação de processos. EtherNet/IP é um membro de uma família de redes que implementa o Common Industrial Protocol (CIP™) em suas camadas superiores. O CIP engloba um conjunto abrangente de mensagens e serviços para uma variedade de aplicações de manufatura e automação de processos, incluindo controle, segurança, proteção, energia, sincronização, movimento, configuração e informações. Como um protocolo verdadeiramente independente de mídia que é suportado por centenas de fornecedores em todo o mundo, o CIP oferece aos usuários uma arquitetura de comunicação unificada em toda a empresa de manufatura.

Os sistemas industriais estão adotando cada vez mais a conectividade Ethernet para resolver os principais desafios da indústria 4.0 e de comunicação de fábrica inteligente dos fabricantes. Esses desafios incluem integração de dados, sincronização, conectividade de borda e interoperabilidade do sistema. As fábricas conectadas por Ethernet permitem maior produtividade de fabricação e fabricação mais flexível e escalável, permitindo a conectividade entre redes de tecnologia da informação (TI) e tecnologia operacional (OT). Isso permite que todas as áreas da fábrica sejam monitoradas e controladas em uma rede única, contínua, segura e de alta largura de banda que suporta comunicações críticas. A computação em escala e uma infraestrutura de comunicação robusta são a força vital da fábrica conectada. As redes de hoje lutam com cargas de tráfego crescentes e desafios de interoperabilidade em inúmeros protocolos que exigem gateways complexos e que consomem muita energia para traduzir o tráfego em toda a fábrica. A Ethernet industrial resolve esses problemas de interoperabilidade em uma única rede, fornecendo desempenho determinístico crítico de forma transparente até a borda da fábrica.

Benefícios da Ethernet/IP:

• Padronizado e em constante evolução
• Integração simples
• Alta velocidade
• Alta largura de banda / grandes pacotes de dados
• Alta capacidade de endereçamento (mais dispositivos em distâncias maiores)
• Diagnóstico
• Conexão mais simples com a empresa – melhor convergência.
• Amplamente disponível/custo mais baixo
• Treinamento reduzido (aproveitar o conhecimento de TI)

Por que temos essa opção com nossos sensores?

Primeiro, Ethernet/IP é um protocolo amplamente suportado que pode ser usado com centenas de dispositivos. Por exemplo, com Ethernet/IP, é possível construir um sistema de automação e facilmente fazer com que cada componente se comunique entre si. Como esse protocolo de comunicação é amplamente adotado em todo o setor, o melhor componente pode ser selecionado entre várias opções para um trabalho específico, em vez de se limitar a dispositivos de determinados fabricantes. Além disso, Ethernet/IP permite flexibilidade máxima para expansão futura do sistema, incluindo a capacidade de adicionar E/S digital ou sensores remotos a qualquer momento.

O uso de Ethernet/IP também ajuda as empresas a economizar tempo e dinheiro ao projetar e desenvolver um sistema. A Ethernet/IP pode realizar o gerenciamento de controle e configuração, bem como a troca de dados, enquanto alguns protocolos permitem apenas a troca de dados. Apenas cabos Ethernet são necessários para comunicação. Isso reduz inerentemente a quantidade de fiação necessária para um sistema, o que reduz os custos de fiação e economiza tempo e dinheiro ao projetar a fiação no sistema, bem como o trabalho necessário para executar a fiação.

O protocolo Ethernet/IP também permite que os fabricantes coletem mais informações de seus dispositivos. Por exemplo, Ethernet/IP pode ser usado para comunicar o uso de energia ou temperatura de um motor. Esses dados podem ser usados ​​para melhores diagnósticos ou manutenção preditiva, o que ajuda a desenvolver máquinas mais inteligentes com mais tempo de atividade, resultando em mais economia de custos.

Ethernet/IP é implantado em muitos sistemas porque é um dos protocolos industriais mais abrangentes e econômicos por vários motivos. Para economizar tempo e custos, é importante ter sinais tão rápidos e precisos quanto possível.

Resumo:

• Os dados podem ser acessados ​​instantaneamente para dar aos líderes de negócios uma visão em tempo real de seu sistema de automação.
• Os dados de sua instrumentação podem ser distribuídos por toda a empresa de produção.
• Analisar processos de produção para identificar problemas potenciais e futuros e melhorar o desempenho geral.

Facilidade de integração e manutenção

Integração e configuração flexíveis

• Conecte-se a todos os sistemas EtherNet/IP (PLC, PAC, DCS)
• Rich device description file (EDS) para acesso abrangente aos parâmetros do dispositivo
• Conjuntos de entrada específicos do aplicativo para selecionar as informações corretas de que você precisa, sem aumentar desnecessariamente a carga da rede
• Mensagens implícitas e explícitas trazem acesso a diagnóstico, verificação e monitoramentooring bem como funcionalidades avançadas, como totalização ou medição de concentração
• Leva menos tempo para integrar novos dispositivos ao sistema de controle porque não são necessárias habilidades especiais para fiação, o técnico pode usar qualquer cabo Ethernet industrial.
• Como a maioria dos dispositivos de campo comerciais usa o mesmo protocolo, é possível a interoperabilidade entre marcas e dispositivos.
• Usuários de Rheonics os sensores podem monitorar até 22 parâmetros como viscosidade, densidade, temperatura, concentração, viscosidade cinemática e muito mais, tudo em tempo real com Ethernet/IP.
• Devido ao algoritmo inteligente interno, um cliente pode determinar a limpeza e o status do sensor durante o comissionamento, e essas informações estão sempre acessíveis por Ethernet/IP.

Manutenção simplificada

• Processos de manutenção aprimorados, por exemplo, acessando diretamente o diagnóstico do dispositivo usando o servidor web integrado.
• Reduza o tempo de substituição do dispositivo com a Configuração Automática de Dispositivo (ADC).
• Usando Rheonics sensores, os técnicos podem detectar rapidamente a causa de qualquer erro nas medições por monitororing a integridade interna da sonda.
• Monitora o status da fonte de alimentação em tempo real e permite solucionar qualquer problema com as medições.

Benefícios deste protocolo

Para engenheiros

• Eficiência de engenharia otimizada, por exemplo, usando drivers de dispositivo (EDS) diretamente integrados e eliminando a necessidade de gateways adicionais.
• Tempo de comissionamento reduzido, por exemplo, configurando todos os dispositivos diretamente do sistema e usando conjuntos de configuração para permitir operações plug-and-play.

Para operadores e pessoal de manutenção

• Melhor desempenho operacional, por exemplo, fornecendo dados em tempo real mais ricos para a tomada de decisões
• Melhorias nos processos de manutenção, como acesso direto a diagnósticos por meio do servidor web integrado e troca de dispositivos plug-and-play

Destaques:

• Interoperabilidade comum com sistemas de controle Rockwell/Allen-Bradley
• Disponibilidade imediata de dispositivos (módulos de E/S, controladores, drives, gateways, etc.)
• Uso de hardware Ethernet pronto para uso, como roteadores, switches, cabeamento)
• Facilidade de integração do sistema usando o CIP (Common Industrial Protocol)
• EtherNet/IP™ é um padrão. O grupo que gerencia EIP, a Open DeviceNet Vendors Association (ODVA) garante um padrão consistente e abrangente que se aplica a todos os fornecedores e produtos EtherNet/IP™
• Reconhecimento imediato do dispositivo como um nó de rede
• Arquivo de integração do sistema (EDS) carregável diretamente do dispositivo
• Não é necessário mapeamento de dados, população automática
• Suporte de manutenção preditiva por meio de dados de diagnóstico confiáveis
• Servidor web integrado para diagnóstico e acesso remoto
• Tecnologia FDT/DTM para configuração estendida de dispositivos, informações de ativos e gerenciamento de integridade de ativos

A EtherNet/IP oferece aos usuários industriais uma solução de rede única e escalável para aplicações de alto desempenho em tempo real.

Rheonics Experiência

Algumas aplicações típicas e onde implantamos o protocolo EtherNet/IP são:

• Sensor SRD com Ethernet/IP podemos alimentar medições de densidade em outro medidor que requer atualizações periódicas de densidade para determinar outras variáveis ​​através de um algoritmo.
• Viscosidade da mistura de massa que é aplicada a vários produtos alimentares de aperitivo.
• Fabricação de cola de compensado
• Meça a viscosidade em processo para tinta à base de água
• Fornecimento de gases combustíveis
• Instalações de processamento para a produção de alimentos, bem como na indústria de bebidas e laticínios
• Automação e controle para tratamento de água/águas residuais
• Produtos alimentares de aperitivo
• Adesivos
• Tinta à base de água

Implementação (alto nível, visualização de rede)

Fonte: Ethernet Industrial EtherNet/IP para a Internet das Coisas | https://indico.cern.ch/event/611566/attachments/1412034/2162094/PUB00295R3_EtherNet-IP_Seminar_EN_CERN.pdf

PLCs e plataformas de automação onde EtherNet/IP é usado com:

• Allen Bradley PLC-Studio 5000
• CLP Omron – NCStudio
• CLP WAGO – Codesys

Sobre a organização

Fundada em 1995, a ODVA é uma associação global cujos membros compreendem as principais empresas de automação do mundo. A missão da ODVA é promover tecnologias de informação e comunicação abertas e interoperáveis ​​na automação industrial. A ODVA reconhece seu protocolo de rede independente de mídia, o Common Industrial Protocol ou “CIP” – e as adaptações de rede do CIP – EtherNet/IP, DeviceNet, CompoNet e ControlNet – como sua tecnologia central e o principal interesse comum de seus membros. Para a futura interoperabilidade dos sistemas de produção e a integração dos sistemas de produção com outros sistemas, a ODVA adota a adoção de tecnologias comerciais de prateleira (COTS) e tecnologias padrão e não modificadas de Internet e Ethernet como princípio orientador sempre que possível. Este princípio é exemplificado pela EtherNet/IP – a rede Ethernet industrial número um do mundo.

Rheonics medidores de densidade e medidores de viscosidade estão disponíveis como sondas e sistemas de fluxo para instalação em tanques, linhas de processo e reatores. Todos Rheonics os produtos são projetados para suportar os ambientes de processo mais severos, altas temperaturas, alto nível de choque, vibrações, abrasivos e produtos químicos.