“INDUSTRIEEL ETHERNET” R.A. Hulsebos
Deze presentatie downloadbaar op: www.enodenetworks.com/lezingen/FHI_EthDag.pdf
EVEN VOORSTELLEN ...
Rob Hulsebos, 1961 HTS Informatika, 1986 Techneut Freelance auteur over alles rondom industriële netwerken
Freelance docent Mikrocentrum – Industriele netwerken, v.a. 1999 – Profibus, v.a. 2000 – Industrieel Ethernet, v.a. 2001
Consultancy, www.enodenetworks.com Daarnaast werkzaam in embedded sw /
realtime / machinebouw regio Eindhoven Als PDF beschikbaar!
WAT GA IK NIET VERTELLEN ? Dat “industrieel Ethernet” hetzelfde is als “Ethernet” zoals thuis / op de zaak Dat er maar één “industrieel Ethernet” is Dat dit ‘de’ standaard gaat worden Welke van de vele varianten dan de beste is Wie straks het grootste marktaandeel heeft
Dus ... wat wel ?
IS ETHERNET INDUSTRIEEL ?
WAAR OF NIET WAAR ? Het is niet industrieel. Er zijn collisions. Die geven verlies van data. Het is ook onvoorspelbaar qua gedrag. Daarom onbruikbaar voor real-time. De overhead is groot. Het Ethernet op de zaak is altijd traag. Ethernet is snel, want 100 Mbit/s. Het is een standaard. Ik weet er àlles van, ik heb het thuis ook. Ik kan PC’s aan elkaar knopen, dus ken ik Ethernet. …
WAT IS ETHERNET EIGENLIJK ? Sturen van telegrammetjes via een kabel / wireless. Ruwbouw telegram is vastgelegd, inhoud niet. Type kabel is vastgelegd, idem stekker + infra. En verder: doe waar je zin in hebt. Ethernet is ook: “best effort”. Kortom, Ethernet is eigenlijk erg primitief. Extra software is nodig om goed te kunnen werken. Protocollen: TCP/IP, SNMP, FTP, CIFS, POP .... zoals standaard bijna overal aanwezig. Deze passen goed bij ‘kantoor’ toepassingen.
WAAROM IETS NIEUWS ? Op een kantoor-Ethernet doet iedereen maar waar hij zin in heeft… dus af-en-toe file!
Door meer te reguleren (in
soft/hardware!) vermijd je dit.
Kantoor-Ethernet
Tot voor kort was dit niet simpel mogelijk (ook niet met TCP/IP). Men gebruikte een veldbus.
Is het wel nodig ? Voer dan een
strakke regulatie uit, en het resultaat is dan: een voorspelbare performance (real-time gedrag).
Precies wat nodig is voor een
industriële besturing (bv. PLC)
Industrieel Ethernet
WAT IS ER TE KOOP ? EtherEMP ProfiNet
ETAS
Siemens
TC-Net IDA Schneider
RTPS
PowerDNA
RTI
Vnet/IP Yokogawa
AFDX
FF HSE Emerson
CC-Link IE
Powerlink B&R
Ethernet/IP Rockwell
EtherCat
VARAN Sigmatek
RTEX
Beckhoff
Dart-EC Modbus/TCP
Sercos-3 SynUTC
Schneider
JetSync Jetter EtherSound
EPA SafetyNet Pilz
BacNet/IP
KOMT ER GEEN STANDAARD ? IEC 62030 – Modbus/TCP IEC 62405 – Vnet/IP IEC 62406 – TCNet IEC 62407 – EtherCat IEC 62408 – Powerlink IEC 62409 – EPA IEC 62410 – Sercos-3 IEC 62411 – ProfiNet IEC 62412 – Pnet ... “Industrieel Ethernet” bestaat dus niet...
WIE IS HET BESTE ? Er is niet “de” beste (net zoals op het spoor)
Wel is er: een systeem dat het beste past bij uw
applicatie, gegeven uw eisen, wensen, voorkeuren – – – – –
Voor sommigen is snelheid van belang Voor anderen gebruik van TCP/IP Kosten van hardware, omvang, stroomverbruik, ... Bekabelingsstructuren, redundantie, ... Draadloos, glasvezel, lange afstanden, ...
DRIESTROMENLAND Meest veeleisende markt: – Meet- en regeltechniek (motion, robots, servo’s) – Korte cyclustijd (0.1 msec en liefst sneller) – Wijkt sterk af van “office Ethernet” – Meestal dedicated hw + sw – Namen: ProfiNet IRT, Ethercat, Powerlink, Sercos-3, Varan ...
Als dit niet nodig is... – Speciale aanpassingen niet nodig – Kan werken met redelijk standaard hw + sw (wel speciale wensen mbt features!) – Integratie met hogere niveaus in bedrijf – Namen: ProfiNet IO, Ethernet/IP, FF HSE, ...
Legacy – Geen enkele aanpassing hw/sw nodig, doch geen enkele garantie op alles – Namen: Modbus/TCP, veel proprietary
WAT SPEELT ER Strijd tussen
protocollen losgebarsten ... Twee visies: – “jij bent geen standaard Ethernet” en dus corrupt, wij zijn dat (natuurlijk) niet. – “jij bent wel standaard Ethernet en dus onbruikbaar” wij zijn optimaler, en dus real-time en snel.
Negeer dit kabaal.
LIJKT HET NOG WEL OP ETHERNET ? Voor IT’ers veel onbekends aan industrieel Ethernet – “Wat is dit nu weer, géén Cisco ?? Het komt er niet in”.
Andere manieren van bekabelen (soms) – Geen ster- maar lineaire structuur – Andere connectoren, ander type kabel
Redundantie infrastructuur – Speciale protocollen + hw voor zeer snelle omschakeling – Veelal leveranciersspecifiek, weinig standaardisatie
Veelal nog ‘maar’ 100 Mbit/s – Dit is genoeg voor de meeste industriële toepassingen – Gbit-Ethernet is er wel / komt er wel
Gebrek aan beveiliging (tegen hackers, virussen e.d.)
BEVEILIGING Ethernet zelf is “intrinsiek onveilig” (alles staat open) Kabel inpluggen, en je mag meestal meedoen Gebruikelijke oplossing: kastje kopen (firewall), klaar
Beveiliging van industriele toepassingen is echter niet zo triviaal (uptime, risico’s, continuiteit ...) ISA SP99 zet hier richtlijnen (o.a.)
In NL o.a. NICC met www.samentegencybercrime.nl, focus op drinkwatersector en procesindustrie
EXIT VELDBUS 1E GENERATIE ? Zo zag men het in 2003 nog
“ALIVE AND KICKING” Is iedereen bezig met Ethernet ? – Nou nee...
Zijn de 1e generatie veldbussystemen ter ziele ? Ook niet... – Profibus/DP meer dan 5 miljoen nodes per jaar – CAN meer dan 5 miljoen nodes... per werkdag (auto’s)
Legio koppelingsmogelijkheden!
CONCLUSIE Industrieel Ethernet sec bestaat niet. Toch is het wel te koop. Er zijn zelfs meerdere varianten van. Alles is gestandaardiseerd. Het is geen standaard. Die komt er ook niet. Industrieel Ethernet is iets anders dan op kantoor. Sommige Ethernets zijn real-timer dan andere. Wie “het beste” is, is niet te bepalen. Kies het systeem dat bij uw eisen past.
MEER INFO ? Vandaag, alhier, ... Industrial Ethernet Book
(tijdschrift, gratis abo) via: ethernet.industrialnetworking.com Hannover Messe, SPS/IPC/Drives Respectievelijke gebruikersverenigingen Tip: www.ethercat.org, ‘downloads’, “Technology Comparison” Website: www.realtimeethernet.de Mikrocentrum cursus “Industrial Ethernet” (2d).
VRAGEN ? of later per email
[email protected] Deze presentatie downloadbaar op: www.enodenetworks.com/lezingen/FHI_EthDag.pdf
