EtherNet/IP: El protocolo estándar para la comunicación en redes industriales

EtherNet/IP es un bus de campo basado en Ethernet ampliamente utilizado para implementar la tecnología Ethernet estándar en la automatización industrial. Pero, ¿qué es exactamente EtherNet/IP? ¿Como funciona? ¿Y qué ventajas ofrece EtherNet/IP?

EtherNet/IP le ofrece las siguientes ventajas:

• Control, configuración y recogida de datos simultáneos en una red
• Compatibilidad con el protocolo Ethernet
• Alta velocidad de transmisión

Introducción a la tecnología

EtherNet/IP™ se introdujo en 2001 y, en la actualidad, es la solución de red Ethernet industrial más desarrollada, comprobada y completa disponible para la automatización de procesos y fabricación. EtherNet/IP es miembro de una familia de redes que implementa el Protocolo industrial común (CIP™) en sus capas superiores. CIP abarca un conjunto integral de mensajes y servicios para una variedad de aplicaciones de automatización de procesos y fabricación, que incluyen control, seguridad, energía, sincronización, movimiento, configuración e información. Como un protocolo verdaderamente independiente de los medios que es compatible con cientos de proveedores en todo el mundo, CIP proporciona a los usuarios una arquitectura de comunicación unificada en toda la empresa de fabricación.

Los sistemas industriales están adoptando cada vez más la conectividad Ethernet para resolver los desafíos clave de la Industria 4.0 y la comunicación de fábrica inteligente de los fabricantes. Estos desafíos incluyen la integración de datos, la sincronización, la conectividad perimetral y la interoperabilidad del sistema. Las fábricas conectadas a Ethernet permiten una mayor productividad de fabricación y una fabricación más flexible y escalable al permitir la conectividad entre las redes de tecnología de la información (TI) y tecnología operativa (OT). Esto permite monitorear y controlar todas las áreas de la fábrica en una red única, transparente, segura y de gran ancho de banda que admite comunicaciones de tiempo crítico. La computación a escala y una sólida infraestructura de comunicaciones son el elemento vital de la fábrica conectada. Las redes de hoy luchan con cargas de tráfico cada vez mayores y desafíos de interoperabilidad a través de innumerables protocolos que requieren puertas de enlace complejas y que consumen mucha energía para traducir el tráfico en toda la fábrica. Industrial Ethernet resuelve estos problemas de interoperabilidad en una sola red al ofrecer un rendimiento determinista crítico sin problemas hasta el borde de la fábrica.

Beneficios de EtherNet/IP:

• Estandarizado y en continua evolución
• Integración sencilla
• Alta velocidad
• Gran ancho de banda / grandes paquetes de datos
• Alta capacidad de direccionamiento (más dispositivos en mayores distancias)
• Diagnóstico
• Conexión más sencilla a la empresa: mejor convergencia.
• Ampliamente disponible / menor costo
• Capacitación reducida (aprovechar el conocimiento de TI)

¿Por qué tenemos esta opción con nuestros sensores?

En primer lugar, Ethernet/IP es un protocolo ampliamente compatible que se puede utilizar con cientos de dispositivos. Por ejemplo, con Ethernet/IP, es posible construir un sistema de automatización y hacer que cada componente se comunique fácilmente entre sí. Debido a que este protocolo de comunicación se adopta ampliamente en toda la industria, se puede seleccionar el mejor componente entre muchas opciones para un trabajo en particular, en lugar de limitarse a dispositivos de ciertos fabricantes. Además, Ethernet/IP permite la máxima flexibilidad para futuras expansiones del sistema, incluida la capacidad de agregar E/S digitales o sensores remotos en cualquier momento.

El uso de Ethernet/IP también ayuda a las empresas a ahorrar tiempo y dinero cuando están diseñando y desarrollando un sistema. Ethernet/IP puede realizar la gestión de control y configuración, así como intercambiar datos, mientras que algunos protocolos solo le permiten intercambiar datos. Solo se necesitan cables Ethernet para la comunicación. Esto reduce inherentemente la cantidad de cableado necesario para un sistema, lo que reduce los costos de cableado y ahorra tiempo y dinero al diseñar el cableado en el sistema, así como la mano de obra necesaria para ejecutar el cableado.

El protocolo Ethernet/IP también permite a los fabricantes recopilar más información de sus dispositivos. Por ejemplo, Ethernet/IP se puede usar para comunicar el uso de energía o la temperatura de un motor. Estos datos se pueden utilizar para un mejor diagnóstico o mantenimiento predictivo, lo que ayuda a desarrollar máquinas más inteligentes con más tiempo de actividad, lo que se traduce en un mayor ahorro de costos.

Ethernet/IP se implementa en muchos sistemas porque es uno de los protocolos industriales más completos y rentables por una variedad de razones. Para ahorrar tiempo y costes, es importante disponer de señales lo más rápidas y precisas posibles.

Resumen:

• Se puede acceder a los datos al instante para brindar a los líderes empresariales una vista en tiempo real de su sistema de automatización.
• Los datos de su instrumentación se pueden distribuir en toda la empresa de producción.
• Analice los procesos de producción para identificar problemas potenciales y futuros y mejorar el rendimiento general.

Facilidad de integración y mantenimiento.

Integración y configuración flexibles

• Conéctese a todos los sistemas EtherNet/IP (PLC, PAC, DCS)
• Archivo de descripción de dispositivo enriquecido (EDS) para un acceso completo a los parámetros del dispositivo
• Ensambles de entrada específicos de la aplicación para seleccionar la información correcta que necesita, sin aumentar innecesariamente la carga de la red
• Los mensajes implícitos y explícitos brindan acceso a diagnósticos, verificación y monitoreo.oring así como funcionalidades avanzadas, como totalización o medición de concentración
• Lleva menos tiempo integrar nuevos dispositivos al sistema de control porque no se necesitan habilidades especiales para el cableado, el técnico puede usar cualquier cable Ethernet industrial.
• Dado que la mayoría de los dispositivos de campo comerciales utilizan el mismo protocolo, es posible la interoperabilidad entre marcas y dispositivos.
• Los usuarios de Rheonics Los sensores pueden monitorear hasta 22 parámetros como viscosidad, densidad, temperatura, concentración, viscosidad cinemática y más, todo en tiempo real con Ethernet/IP.
• Debido al algoritmo inteligente interno, un cliente puede determinar la limpieza y el estado del sensor durante la puesta en marcha, y esta información siempre está accesible a través de Ethernet/IP.

Mantenimiento simplificado

• Procesos de mantenimiento mejorados, por ejemplo, accediendo directamente a los diagnósticos del dispositivo utilizando el servidor web integrado.
• Reduzca el tiempo de sustitución de dispositivos con la configuración automática de dispositivos (ADC).
• Mediante el uso Rheonics sensores, los técnicos pueden detectar rápidamente la causa de cualquier error en las mediciones mediante monitororing la integridad interna de la sonda.
• Supervise el estado de la fuente de alimentación en tiempo real y permita solucionar cualquier problema con las mediciones.

Beneficios de este protocolo

para ingenieros

• Eficiencia de ingeniería optimizada, por ejemplo, utilizando controladores de dispositivos (EDS) directamente a bordo y eliminando la necesidad de puertas de enlace adicionales.
• Reducción del tiempo de puesta en servicio, por ejemplo, al configurar todos los dispositivos directamente desde el sistema y usar ensamblajes de configuración para permitir operaciones plug-and-play.

Para operadores y personal de mantenimiento

• Mejor rendimiento operativo, por ejemplo, al proporcionar datos en tiempo real más completos para la toma de decisiones
• Mejoras en los procesos de mantenimiento, como el acceso directo a los diagnósticos a través del servidor web integrado y el intercambio de dispositivos plug-and-play

Aspectos interesantes

• Interoperabilidad común con los sistemas de control Rockwell/Allen-Bradley
• Disponibilidad inmediata de dispositivos (módulos de E/S, controladores, unidades, puertas de enlace, etc.)
• Uso de hardware Ethernet comercial, como enrutadores, conmutadores, cableado)
• Facilidad de integración del sistema usando el CIP (Protocolo Industrial Común)
• EtherNet/IP™ es un estándar. El grupo que administra EIP, la Open DeviceNet Vendors Association (ODVA) garantiza un estándar coherente y completo que se aplica a todos los proveedores y productos de EtherNet/IP™.
• Reconocimiento inmediato de dispositivos como un nodo de red
• Archivo de integración del sistema (EDS) directamente cargable desde el dispositivo
• No se necesita mapeo de datos, población automática
• Soporte de mantenimiento predictivo a través de datos de diagnóstico confiables
• Servidor web integrado para diagnóstico y acceso remoto
• Tecnología FDT/DTM para configuración extendida de dispositivos, información de activos y gestión del estado de los activos

EtherNet/IP proporciona a los usuarios industriales una única solución de red escalable para aplicaciones en tiempo real de alto rendimiento.

Rheonics conocimiento

Algunas aplicaciones típicas y donde hemos implementado el protocolo EtherNet/IP son:

• Sensor SRD con Ethernet/IP podemos alimentar mediciones de densidad en otro medidor que requiere actualizaciones periódicas de densidad para determinar otras variables a través de un algoritmo.
• Viscosidad de la mezcla de rebozado que se aplica a varios productos alimenticios de aperitivo.
• Fabricación de cola para madera contrachapada
• Mida la viscosidad en proceso para tinta a base de agua
• Suministro de gases combustibles
• Plantas de procesamiento para la producción de alimentos, así como en la industria de bebidas y productos lácteos
• Automatización y control para el tratamiento de aguas/aguas residuales
• Productos alimenticios de aperitivo
• Adhesivos
• tinta a base de agua

Implementación (alto nivel, vista de red)

Fuente: EtherNet/IP Industrial Ethernet para Internet de las cosas | https://indico.cern.ch/event/611566/attachments/1412034/2162094/PUB00295R3_EtherNet-IP_Seminar_EN_CERN.pdf

PLC y plataformas de automatización donde se utiliza EtherNet/IP con:

• Allen Bradley PLC-Estudio 5000
• PLC Omron – NCStudio
• WAGO PLC – Codesys

Sobre la organizacion

Fundada en 1995, ODVA es una asociación mundial cuyos miembros comprenden las principales empresas de automatización del mundo. La misión de ODVA es promover tecnologías de información y comunicación abiertas e interoperables en la automatización industrial. ODVA reconoce su protocolo de red independiente de los medios, el Protocolo industrial común o “CIP”, y las adaptaciones de red de CIP (EtherNet/IP, DeviceNet, CompoNet y ControlNet) como su tecnología central y el principal interés común de sus miembros. Para la futura interoperabilidad de los sistemas de producción y la integración de los sistemas de producción con otros sistemas, ODVA adopta la adopción de tecnologías de Ethernet e Internet estándar y no modificadas como principio rector siempre que sea posible. Este principio se ejemplifica con EtherNet/IP, la red Ethernet industrial número uno del mundo.

Rheonics Los densímetros y los viscosímetros están disponibles como sondas y sistemas de flujo para instalación en tanques, líneas de proceso y reactores. Todo Rheonics Los productos están diseñados para soportar los entornos de proceso más hostiles, altas temperaturas, altos niveles de impactos, vibraciones, abrasivos y productos químicos.