Partners
Project

Samenvatting

Titel
Problematiek betreffende de integratie van moderne communicatiesystemen in een industriële automatiseringsomgeving
Type
TETRA
Termijn
01/10/2005 - 30/11/2007
Contact
henk.capoen@howest.be

Dit project kadert binnen de wereld van de industriële communicatie. Industriële communicatie is de voorbije vijftien jaar zowaar het belangrijkste onderdeel geworden van iedere decentrale besturingsinstallatie. Waar vroeger één centrale besturing een geheel proces, machine of productielijn stuurde, is het nu de trend om de besturingstaken te verdelen over meerdere, kleinere besturingen (decentrale besturingssystemen). Deze kunnen vlakbij de installaties staan die ze controleren. Uiteraard moeten deze besturingen met elkaar kunnen communiceren om processtappen te coördineren en te synchroniseren. De besturingen kunnen immers niet elk zelfstandig werken. Een elektronisch netwerk zorgt voor de communicatie.

Begin de jaren negentig werd decentrale besturing in de hand gewerkt door de opmars van industriële veldbussen. In de brede zin van het woord is een veldbus een middel om informatie uit te wisselen tussen diverse soorten elementen die ‘on the field’ geïnstalleerd worden zoals sensoren, transmitters, bedieningselementen, aandrijvingen, PLC’s en PC’s. Veldbussen zoals Profibus DP, Interbus, DeviceNET, CAN Open, … zijn de voorbije jaren uitgegroeid tot zeer betrouwbare communicatiesystemen in de automatiseringswereld. Gebrek aan standaardisatie bij de veldbussen is echter een zeer grote tekortkoming. De grote variaties aan netwerktechnologieën zijn een enorme verspilling van R&D geld en marketinginspanningen en brengen heel wat aansluitperikelen mee voor gebruikers.

In een kantooromgeving is er met het gebruik van Ethernet wel standaardisatie. In de administratieve omgeving heeft Ethernet inmiddels een marktaandeel van meer dan 97% behaald. Ook gestandaardiseerde draadloze communicatie (bv. IEEE 802.11) wordt in een kantooromgeving steeds meer toegepast. Het is daarom toe te juichen dat deze twee communicatietechnologieën steeds meer ingezet worden voor industriële toepassingen. Tegenwoordig worden er steeds hogere eisen gesteld aan de productiewereld: snelheid, minder fouten, kwaliteitsregistratie, betrouwbaarheid, onbemand draaien, flexibele opbouw en vooral openheid doorheen een bedrijf. Om aan al deze eisen tegemoet te komen wordt de integratie van enkele moderne communicatiesystemen een grote troef in de toekomst. M.a.w. industrieel gebruik van Ethernet en draadloze communicatie is een enorme stap vooruit in de wereld van de industriële automatisering.
Maar het gebruik van Ethernet en draadloze communicatie in een industriële omgeving is veel complexer dan het gebruik ervan in de officewereld. Aan een industrieel netwerkprotocol worden hogere eisen gesteld naar stabiliteit, robuustheid en reactiesnelheid. In een industriële omgeving zijn er ook veel meer onbekende factoren welke de communicatie kunnen verstoren. De technologieën rond Ethernet en draadloze communicatie voor industrieel gebruik zijn dan ook nog in volle ontwikkeling en kunnen wij sinds kort belangrijke evoluties waar nemen. De industriële markt wordt sinds kort overspoeld met allerlei standaarden en protocollen betreffende deze communicatiesystemen. Op de toonaangevende beurzen, de Hannover Messe 2004 en de SPS/IPC/Drives 2004 te Nürnberg, werden reeds heel wat producten aangekondigd voor de industriële markt.

De geschiedenis van de voorbije vijftien jaar leert ons echter dat nieuwe ontwikkelingen binnen de industriële communicatie een zeer traag integratieproces doorlopen op de technologische adoptiecurve. Eén en ander is te wijten aan het feit dat er zelden sprake is van standaardisatie. Ook nu zien we hetzelfde verschijnsel: het standaard Ethernet protocol uit de kantooromgeving wordt momenteel door de fabrikanten uitgebreid met een eigen real-time protocol en op gebied van draadloze communicatie worden eveneens reeds diverse standaarden toegepast. Daarbij komt dat er veel onwetendheid bestaat over de betrouwbaarheid, de stabiliteit, de flexibiliteit, de veiligheid, het deterministische gedrag, de transparantie naar andere communicatiesystemen, … van deze nieuwe technologieën. Hierdoor nemen veel bedrijven, en in het bijzonder KMO’s, een afwachtende houding aan.

Een bijkomend verschijnsel is dat de verantwoordelijken op de industriële werkvloer plots in aanraking komen met communicatiesystemen uit de IT wereld, waarmee ze theoretisch en technisch niet mee vertrouwd zijn. De interne details van Ethernet en draadloze communicatie alsook hoe deze communicatietechnologieën moeten geïmplementeerd worden kan geen enkele gebruiker in de kantooromgeving boeien. Voor industriële automatiseerders is het juist wel heel erg interessant en noodzakelijk om sommige details te kennen en zeker om te weten hoe deze technologieën gaan reageren in een industriële omgeving qua storingsgevoeligheid, snelheid, foutafhandeling, opstarten, veiligheid, …. Het niet vertrouwd zijn met de theoretische achtergronden en de implementatie van deze communicatiesystemen accentueert nog meer het wantrouwen.

De zopas beschreven probleemstelling zorgt voor twee uiteenlopende visies binnen de automatisering. Enerzijds zijn er de bedrijven die zeer snel inspelen op de recente ontwikkelingen. Deze bedrijven gaan volop over tot de integratie van deze nieuwe communicatietechnologieën en ervaren hierbij heel wat problemen waarop niet meteen een antwoord of oplossing kan gegeven worden. Anderzijds zijn er de bedrijven die eerst de kat uit de boom kijken en wachten tot één of andere standaard zijn deugden bewezen heeft als communicatiemiddel.
Met dit project willen we tegemoetkomen aan beide visies. Enerzijds moet dit project ondersteuning geven aan de bedrijven welke problemen ervaren bij de integratie van deze communicatiesystemen. Anderzijds moet dit project KMO’s stimuleren om nieuwe technologieën te integreren daar waar deze een grote toegevoegde waarde kunnen hebben in een automatiseringsproject.

Dit project moet dan ook een zeer praktische invulling kennen. Uitgebreide studies over standaarden en protocollen zullen niet aan bod komen. Deze staan reeds uitgebreid beschreven of worden al in allerlei projecten grondig bestudeerd. Het terugvinden van informatie omtrent één of andere standaard is dan ook niet zo’n lastige opgave.  De implementatie van nieuwe communicatiesystemen in een veeleisende industriële omgeving is echter nergens beschreven. Het implementeren van nieuwe technologieën leidt dan ook tot heel wat onvoorziene problemen waar de vertegenwoordigers van de fabrikanten zelden dadelijk een oplossing voor hebben. Aan dit gebrek willen we tegemoetkomen door selectiecriteria op te stellen die een leidraad vormen voor de bedrijven bij de keuze en de implementatie van nieuwe communicatiestandaarden in industriële installaties of processen.