Průmyslová automatizace: Vyhněte se problémům se sítí!
A practical guide to segmenting, documenting, and testing industrial Ethernet networks so plant teams can isolate faults quickly, control change, and expand without creating fragile dependencies.
Výzva, které čelí technici od samého počátku řídicích systémů, spočívá v plánování budoucnosti. Pokud jste pevně odhodláni, možná jste v expedičním provozu nasadili malý ethernetový systém a o 10 let později stále pracujete ve stejném celopodnikovém systému. Nebo můžete být na opačném konci spektra. Nerad bych přišel do provozu se špatně navrženou sítí, ve které je třeba napravit chyby za posledních 10 let.
Jak budeme plánovat budoucnost našich provozů? Jaké kroky můžeme podniknout, abychom si zajistili úspěch? Toto není vyčerpávající seznam, ale mohu se podělit o několik poznatků z úskalí, se kterými jsem se setkal a která jsem musel napravovat.
Získejte školení a znalosti
Čtením tohoto článku jste již tento krok zahájili, ale rozhodně zde nekončete. Toto téma je na mém seznamu první z určitého důvodu: je to nejdůležitější věc. Jsem velkým uživatelem systémů Allen Bradley, takže by pro mě bylo velmi přínosné najít kurz Základy sítí AB (CCP184-EL). Možná používáte PLC Siemens nebo některou z produktových řad PLC Automation Direct. Pokud je to možné, pokuste se najít školení, které se konkrétně týká vás a vašeho vybavení. Znalost hardwaru, kterou získáte, vám velmi pomůže.
Obrázek 1. Školení přizpůsobené vaší konkrétní síti může být k nezaplacení. Obrázek byl použit s laskavým svolením společnosti Rockwell Automation
Na výběr je spousta různých školení, ale ne všechna vás poučí o průmyslových aplikacích. Najít distributora automatizační techniky, který pořádá kurz, může být velmi užitečné, protože rozumí fungování automatizovaných provozů. Pokud získáte pokyny a navrhnete svůj provoz jako IT centrum pouze s IT hardwarem, můžete se později dostat do problémů. Snažte se získávat znalosti od lidí z vašeho oboru. Nenavrhujte telekomunikační centrum jako pilu a stejně tak nenavrhujte pilu jako telekomunikační centrum.
Segmentace sítě
Segmentace sítě označuje způsob, jakým lze síť uspořádat a oddělit od jejích ostatních částí. Představte si ji jako školu. Jednotřídní škola (jedna síť pro všechno) dobře funguje, když má škola pouze 12 žáků. Když jich máte 400, rychle zjistíte, že je musíte segmentovat do různých tříd, protože všichni budou mluvit přes sebe a každému by trvalo příliš dlouho, než by se dostal ke slovu, podělil se o nápady a reagoval na požadavky.
Realizace této segmentace si vyžádá čas a různé pohledy. Zde je příklad. Pracuji na pilách, kde dřevo putuje z jednoho zpracovatelského stroje do druhého. Každé strojní centrum má jediný hlavní PLC, které ho řídí. Občas se v jednom strojním centru nachází více PLC, ale pouze jedno z nich je hlavní. Na našich pilách dává smysl segmentovat sítě tak, aby každému strojnímu centru byla vyhrazena jedna část sítě (podsítě).
Obrázek 2. Segmentace sítě může zahrnovat podsítě k rozdělení funkcí, fyzických oblastí nebo strojních center. Obrázek byl použit s laskavým svolením společnosti Control.com
Další možností může být provoz, který využívá mnoho krátkých montážních linek k výrobě produktu od začátku do konce. V takovém provozu může dávat smysl segmentovat síť tak, aby každá linka měla vlastní podsíť. Udělejte si na plánování čas a zajistěte, aby na něm společně pracovalo více znalých lidí; jen tak si ověříte, že plán obstojí i v budoucnu.
Směrování a páteřní infrastruktura
Pokud máte dobře segmentovanou síť, zařízení v jedné podsíti nemohou přejít do jiných podsítí a zahlcovat je provozem. V příkladu pily jsem popsal segment pro svůj předřazený stroj, který umožňoval izolovat jeho provoz od navazujícího stroje. Co kdyby tento předřazený stroj měl jednu velmi důležitou informaci, kterou bylo nutné odeslat navazujícímu stroji pokaždé, když mezi nimi prošlo prkno? Potřeboval by trasu!
Směrování sítě jde ruku v ruce se segmentací, o které jsme hovořili dříve. Směrování sítě je v podstatě mapa. Jde o tabulku nebo soubor tabulek uložených v řízených přepínačích, které jim říkají, kam mají odeslat provoz, když potřebuje opustit podsíť. Tyto řízené přepínače budou obecně součástí vaší páteřní síťové infrastruktury. Buď vytvářejí vlastní páteřní síť provozní technologie (OT), jak je znázorněno níže, nebo se připojují k tradiční páteřní síti IT.
Obrázek 3. Řízené přepínače propojující jednotlivé podsítě s páteřní sítí. Obrázek byl použit s laskavým svolením společnosti Control.com
Zda se připojíte k páteřní síti IT, nebo vytvoříte vlastní, záleží na vás a vašem IT oddělení. Je běžné, že společnosti s rozsáhlejší infrastrukturou již mají síť, kterou spravuje IT tým.
Pracujte jako jeden tým se společným cílem
Je důležité spolupracovat s IT týmem a zajistit, abyste podnikli nezbytné kroky k zabezpečení sítě a jejímu souladu s příslušnými firemními zásadami. Spolupráce pracovníka OT s IT vám také může umožnit začít jim ukazovat rozdíly mezi sítěmi IT a OT.
Dobrý vztah založený na vzájemném respektu může otevřít dveře k tomu, aby vám IT skupina poskytovala významnou pomoc! Možná dokonce dokáže zavést nová pravidla a standardní operační postupy, které pomohou vašemu výrobnímu provozu fungovat efektivněji.