the solution! は国際プロフィバス協会提唱のオープン規格 は産業用イーサネットをベースにしています はTCP/IPなどの標準のIT 技術を使用可能 はリアルタイムイーサネット は既存システムとの容易な統合を提供 page 3 With すべてのタスクを 本のラインで 従来のオートメーショ

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1 シーメンスの ソリューション The Industrial Ethernet Standard for Automation Trends in Automation 中央コントロールから分散型ローカルユニットへ オートメーションの全ての階層におけるイーサネットの使用 オートメーションにおけるオープンな IT 規格使用の拡大 日々進歩する IT 技術とともに進歩 共通のネットワーク構造 インターフェースの削減 プラント全体にわたるエンジニアリング フィールドレベルに至る連続性 IT 技術の長所を工場現場で利用 リモートアクセス ウェブサービス ソフトウェアアップデート 最新のシステムへの発展 高いパフォーマンス シンプルな操作 page

2 the solution! は国際プロフィバス協会提唱のオープン規格 は産業用イーサネットをベースにしています はTCP/IPなどの標準のIT 技術を使用可能 はリアルタイムイーサネット は既存システムとの容易な統合を提供 page 3 With すべてのタスクを 本のラインで 従来のオートメーショントポロジー Industrial Ethernet PLC PG/PC HMI フィールド機器 フィールド機器 PLC WLAN 診断 Web/TCP/IP フィールド機器 page 4

3 With すべてのタスクを 本のラインで によるオートメーショントポロジー Industrial Ethernet ドライブ PG/PC フィールド機器 アクセスポイント HMI モーションコントロール PLC フィールド機器 IWLAN 診断 Web/TCP/IP page 5 リアルタイム通信 安全 IT 規格とセキュリティ ネットワーク構築 プロセス 分散型インテリジェンス リアルタイム通信 分散型フィールド機器 モーションコントロール 周期通信と高速応答速度 page 6 3

4 リアルタイム通信 周期通信と高速な応答速度 と IT サービスが つのケーブルに共存可能 高速な周期通信を必要としないアプリケーションから高いパフォーマンスを必要とするアプリケーションまでスケーラブルなリアルタイム通信を行います - Real-Time (RT) - Isochronous Real-Time () TCP/IP 通信を制限しません Internet IT-services RT 00ms Factory Automation Motion Control 50µs TCP/IP page 7 Real-Time (RT) スイッチ等の標準的な機器を使用 ファクトリーオートメーションにおける標準的なアプリケーション スタックのプロセスタイムを最小化することにより高いパフォーマンスを実現 IT applications e.g. HTTP SNMP DHCP... TCP/UDP Applications Configuration Diagnostics IP Processdata Real-Time Ethernet Real-Time (RT) page 8 4

5 のテレグラム構造 標準化されたテレグラムフォーマット :IEEE 80.3 リアルタイムテレグラムとしてイーサタイプを規定 0x0800: IP テレグラム 0x889: リアルタイムテレグラム Frame-ID による受信データの割り当て 周期通信 ( プロセス値 ) イベント駆動型通信 ( アラーム イベント ) ステータスインフォメーション 機器およびデータの状態 (e.g. Run, Stop, Error) Sync Source MAC Dest. MAC 7 Byte Byte 6 Byte 6 Byte Priority Tagging* 4 Byte Ethernet Frame Preambel Ethertype Byte Frame ID Byte Prozess data up to 440 Byte Status Information 4 Byte FCS 4 Byte page 9 Ethernet-Standard specific * According Siemens K.K. to Q Isochronous Real-Time () ハードウェアによる通信サイクルの時分割 - 通信において TCP/IP 通信とリアルタイム通信は相互に干渉しません - 直列接続されたスイッチでも高いパフォーマンスを実現 - 高速で信頼できるデータ通信 interval TCP/IP interval TCP/IP Cycle Cycle = time slot e.g. ms position control cycle Isochronous communication IO data interval TCP/IP communication TCP/IP data TCP/IP Cycle n page 0 5

6 IO application layer service definition RT class : - 各 IO デバイスごとに 周期時間を設定する - RT を使った IO と CBA の周期通信で使用する Cycle Deterministic communication n- n RT data Standard communication page IO application layer service definition page RT class 3: - 時間枠を設定し トポロジーによって決まった経路を設定する Sync. data Cycle Deterministic communication Reserved time and route Cycle n- n Standard communication Remaining bandwidth RT class : - IO メッセージの時間枠だけを設定する Sync. x "Self-teaching" of the address table through switch Deterministic communication y data Reserved bandwidth a b Standard communication Remaining Industry bandwidth Automation & Drive Technologies 6

7 Planning table in the switches Frame Recv.Port Send Port3,t page 3 Frame Recv.Port Send Port 3,t Frame Recv.Port Send ---- device device Frame Recv.Port3 Send Port device device device device device Frame Recv.Port Send Frame Recv.Port4 Send Port,t 最適化されたパフォーマンス : planning for with page 4 バンド幅割当による等時的データ通信とエンジニアリング段階での調整 - トポロジーの設定 (routing) - メッセージフレームのトラフィックの自動最適化 (scheduling) 最高 50µs のサイクル時間 ( ジッタ精度 µs ) TCP/IP 通信を制限しません Port Frame Frame Frame 3 Controller Switch Port4 Port Port Frame 3 *) 00% free for TCP/IP Rec. port 3*) 4 Port Device x Switch schedule Arrive Frame Departure t t+ t t t+ t t3 3 t3+ t Frame Frame Frame Port Port Device y Dest. port Port Device z 7

8 ハードウェアサポート () IT applications e.g.. HTTP SNMP DHCP... TCP/UDP IP Ethernet Applications Configuration Diagnostics ERTEC Process-data Real-time RT 3 Real-time 3 TCP/IP パラメータ設定とコンフィグレーション 診断データ ユーザーデータチャネルとの通信 Real-Time RT 高パフォーマンスな周期ユーザーデータ通信 イベント駆動メッセージ / アラーム Isochronous Real-Time ユーザーデータ同期処理 ERTEC によるハードウェアサポート ジッタ <μsec page 5 分散型フィールド機器 安全 IT 規格とセキュリティ ネットワーク構築 プロセス 分散型インテリジェンス リアルタイム通信 モーションコントロール 分散型フィールド機器 page 6 分散型フィールド機器の産業用イーサネットへの接続 8

9 デバイスクラス IO コントローラ : フィールド機器との I/O 信号の交換 イメージ経由の I/O 信号へのアクセス IO デバイス : IO コントローラの配下にある分散型フィールド機器 IO スーパーバイザ : HMI あるいは診断機能を備えたステーション 診断 状態 / 制御 設定 PLC IO コントローラー PG/PC スーパーバイザ page 7 フィールドデバイス IO デバイス パラメータ IO シグナル 診断 STEP 7 によるコンフィグレーション STEP7 を使用して PROFIBUS と同様に設定可能 HW-Config GSDML GSD + XML = GSDML page 8 従来のプラットフォームと容易に統合 9

10 STEP7 によるアドレス割り当て page 9 オフラインでのコンフィグレーション 各デバイスにデバイス名を設定 (e.g. sample) STEP 7によりIPアドレスが自動的に割り当てられます IO コントローラ スタートアップ : IO コントローラは機器に IP アドレスを割り当て 3 デバイス名は MAC アドレスに対して割り当て オンライン : デバイス名を機器に書き込み MAC Adr MAC Adr STEP7 によるアドレス割り当て MMC や C-Plug の交換によりプログラミングツールを使用せず手早く簡単にデバイスの交換が可能 スペアパーツによる再設定は不要 プログラムに精通したエンジニアや PC などのエンジニアリングツールなしで交換が可能 エラー時のダウンタイムを最小化 page 0 0

11 PROFIBUS と の統合 イーサネットと PROFIBUS 間の透過的なコミュニケーション プロキシを使用して PROFIBUS デバイスをイーサネットに接続 イーサネット上では デバイスとして PROFIBUS 上では DP マスタとして機能 プロキシ PROFIBUS page 既存のフィールドバスシステムの統合が容易なため過去の設備投資を有効活用できます ネットワーク構築 安全 IT 規格とセキュリティ ネットワーク構築 プロセス 分散型インテリジェンス リアルタイム通信 分散型フィールド機器 モーションコントロール page はフィールドレベルまでイーサネットネットワークを拡大します

12 産業用イーサネット トポロジー 全てのトポロジーが使用可能 リング型により高い可用性を保障 ライン型により配線のオーバーヘッドを最小化ラインツリー スター リング page 3 Nutzen: アプリケーションにあわせて最適化されたネットワークを構築 STEP7 でのスイッチのコンフィグレーションと診断 STEP7 を使用してフィールド機器と同様に設定と診断が可能 Port configuration Diagnostics page 4 STEP 7 を使用して SCALANCE X を簡単にコンフィグレーション

13 産業用無線 LAN による page 5 無線通信 : 新たなアプリケーションへの対応 自動搬送システム モノレールコンベア 接続が困難な場所 建物をまたぐ接続 モバイルターミナル 産業用としての高度な機能 冗長性 堅牢性 無線規格 IEEE 80.a/b/g & h SCALANCE W SCALANCE W 有線システムと同様の安全性と信頼性を実現! IWLAN の信頼性 冗長性.4GHz と 5 GHz の つの無線カードを内蔵 IWLAN in real-time SCALANCE W のデータアロケーションは 5ms 以下の周期を実現します ラピッドローミング モノレールコンベアのようなシステムに接点金属と置き換え IWLAN クライアント アクセスポイント と IWLAN による新たな可能性 page 6 3

14 IT 規格とセキュリティ IT 規格とセキュリティ 安全 ネットワーク構築 プロセス 分散型インテリジェンス リアルタイム通信 分散型フィールド機器 モーションコントロール page 7 ネットワーク管理 診断に必要な機能を備えています ウェブサービスと診断 オートメーションインフォメーションへのアクセス エンジニアリングツールに依存しません 標準的なブラウザを使用可能 場所を選びません リモート診断 FAQ ドキュメントのダウンロード の最適化 page 8 4

15 産業用セキュリティ 脅威に対するセキュリティ アドレスの誤割当 不適切なアクセス 不正侵入 操作ミス 拡張性のあるセキュリティソリューション 特別な専門知識は不要 効果的で実績のあるセキュリティ Security page 9 操作ミス 不適切なアクセス 不正侵入などから産業環境の保護が可能なセキュリティソリューション Automation and Drives The Industrial Ethernet Standard for Automation 5