Oricine a lucrat in domeniu in ultimii 20-30 de ani isi aminteste de „razboiul protocoalelor”, o perioada in care fiecare mare producator isi promova propriul sistem de comunicare. Astazi, peisajul s-a mai stabilizat, iar cateva standarde puternice domina piata. Insa, odata cu explozia IIoT (Industrial Internet of Things) si a senzorilor inteligenti, o noua filozofie isi face loc: viitorul nu apartine unui singur protocol care sa le faca pe toate, ci unor arhitecturi hibride, inteligente, care folosesc cea mai potrivita tehnologie pentru fiecare nivel al procesului de productie.
A intelege aceasta evolutie este esential pentru a proiecta sisteme de automatizare care sunt nu doar performante, ci si rentabile si usor de intretinut.
Anii de formare: Aparitia standardelor robuste
Inainte de aparitia conceptului de fieldbus, conectarea senzorilor si actuatorilor la un PLC (controller logic programabil) era un cosmar. Fiecare dispozitiv necesita o conexiune fizica, punct-la-punct, la un modul de I/O. Acest lucru insemna dulapuri de control imense, mii de fire si ore nesfarsite de depanare.
Aparitia standardelor de comunicatie seriala, precum Profibus, a fost o adevarata revolutie. Aceste sisteme au permis pentru prima data un dialog complex intre PLC-uri si dispozitive inteligente, cum ar fi drive-uri, statii I/O distribuite sau alte controllere.
Fiabilitatea era esentiala, iar totul, de la protocolul de comunicare si pana la specificatiile fizice pentru cabluri Profibus, a fost gandit pentru a rezista in cele mai dure conditii si pentru a garanta o transmisie de date fara erori. Aceste retele au devenit coloana vertebrala pentru procese complexe de automatizare in intreaga lume.
Limitele abordarii „un protocol pentru toate”
Pe masura ce tehnologia a avansat si costul senzorilor a scazut, numarul de puncte de date dintr-o fabrica a explodat. A aparut o noua provocare: era cu adevarat eficient sa folosesti un protocol de comunicare atat de puternic si complex precum un fieldbus traditional pentru a conecta un simplu senzor de proximitate sau un buton?
Abordarea „un protocol pentru toate” a inceput sa isi arate limitele. Costul per nod pentru conectarea unui dispozitiv simplu la o retea complexa era nejustificat de mare. Configurarea era anevoioasa, iar arhitectura retelei devenea inutil de complicata. Era clar ca este nevoie de o solutie mai simpla, dedicata acestui nivel de baza.
Noul model: Arhitectura hibrida si rolul bus-urilor de senzor/actuator
Asa a aparut modelul hibrid. In aceasta arhitectura, reteaua de mare viteza (precum Profinet, succesorul Ethernet al Profibus) ramane ca un „backbone” sau o magistrala principala, care leaga intre ele componentele critice: PLC-uri, HMI-uri, roboti si drive-uri.
Insa, la nivelul de camp, pentru a colecta datele de la zecile sau sutele de senzori si actuatori simpli, se foloseste un „sub-network” sau un bus de senzori/actuatori. Acesta este mult mai simplu, mai ieftin si mai rapid de instalat. Datele de la toate aceste dispozitive sunt adunate de un gateway, care apoi le comunica eficient catre reteaua principala.
Cazul AS-Interface: Simplitate si eficienta la nivel de camp
Unul dintre cele mai populare si eficiente protocoale de la acest nivel de baza este AS-Interface (AS-i). Acesta a fost proiectat de la zero cu un singur scop: sa conecteze senzori si actuatori simpli in cel mai rapid si mai rentabil mod posibil. Reteaua foloseste un cablu plat, galben, care transporta atat datele, cat si alimentarea, iar conectarea dispozitivelor se face printr-o tehnologie ingenioasa (insulation piercing), care elimina necesitatea de a taia si a sertiza cabluri.
Aceasta abordare hibrida ofera ce e mai bun din ambele lumi: puterea si viteza unui fieldbus superior pentru controlul de proces si simplitatea si costul redus al unui bus de senzori pentru colectarea datelor. Astfel, sistemul tau de automatizare devine mai modular, mai flexibil si mult mai eficient din punct de vedere al costurilor.
Sursa foto: Unsplash
