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EtherNet/IP con CIP Motion integrado responde a múltiples necesidades

  • Jueves, 14 Junio 2012

La incorporación de CIP Motion integrado en la extensa lista de capacidades de red EtherNet/IP refuerza el hecho de que este protocolo de comunicación probado por la industria se está convirtiendo en el primer punto de partida para muchas de las principales empresas de procesos del mundo, los fabricantes de maquinaria y los usuarios finales. Además, cuando EtherNet/IP con CIP Motion integrado esté disponible en el nuevo porfolio de gama media de Rockwell Automation, un público industrial mucho más amplio podrá disfrutar de estas capacidades avanzadas.

Desde su concepción hace casi 40 años, Ethernet ha tenido una constante evolución –que no ha perdido para nada su paso-, ya que llega a ser más rápida, más robusta y muy adecuada para una gama mucho más amplia de aplicaciones. También ha visto desarrollados a medida una serie de protocolos para aprovechar sus capacidades en un ámbito más amplio de operaciones.

Un derivado de ésta, EtherNet/IP, está marcando el paso en el ámbito industrial, principalmente debido a su adhesión al principal estándar de Ethernet. Esto se diferencia de otras soluciones Ethernet industriales que pasan por alto ciertos elementos del modelo de Ethernet, con el fin de alcanzar determinados objetivos de rendimiento. Este enfoque modificado, por desgracia, lleva a la necesidad de un hardware, un firmware y un software propietario para manejar estas partes de la aplicación que requieren control en tiempo real, ninguna de las cuales pone trabas al despliegue de la red EtherNet/IP.

A través de su enfoque basado en los estándares Ethernet, EtherNet/IP se ha mantenido a la par con el rápido desarrollo y las mejoras experimentadas por el núcleo del protocolo. Tanto es así, que ahora es posible ejecutar toda una operación de fabricación o de proceso en una red única y escalable, gracias a la adhesión de EtherNet/IP al mismo protocolo de Ethernet que se utiliza en el entorno de oficina. Al ofrecer el intercambio de datos sin fisuras desde el nivel de la planta al de la empresa, las compañías son capaces de conseguir ahorros significativos tanto en el esfuerzo de ingeniería como en los costes de despliegue y puesta en marcha.

Uno de los avances más recientes para EtherNet/IP es la adición de servicios integrados CIP Motion, la introducción de lo que ahora significa que las empresas pueden manejar en una sola red automatización discreta, proceso, seguridad y movimiento. Esto se hace aún más atractivo por el hecho de que todas estas disciplinas de control primario se pueden programar utilizando un entorno de software único y escalable, el RSLogix 5000. Con la introducción de estas capacidades en su nuevo porfolio de gama media, Rockwell Automation también está reduciendo esta solución de control -normalmente vista en instalaciones mucho más grandes- a una sola máquina o nivel de celda.

Hay muchas razones por las que el enfoque de una sola arquitectura al movimiento es atractivo para el mercado industrial. Visto desde una perspectiva holística, muchos fabricantes de maquinaria y usuarios finales tienen que hacer frente a múltiples elementos tales como la integración, la seguridad, la información, el diagnóstico y la sostenibilidad. Muy a menudo éstos se involucran en múltiples protocolos con equipos de muchos proveedores, y todo ello en última instancia tiene que "hablar" entre sí para producir un resultado que, aunque factible en términos de rendimiento y resultados finales, puede no ser viable en términos de coste y esfuerzo de ingeniería aplicada.

La simplicidad y la funcionalidad del enfoque de una red única es lo que hace a EtherNet/IP tan atractivo. Y ya que se basa en un protocolo establecido y sin modificaciones, que tiene un pasado, un presente y un futuro muy positivo, la inversión en EtherNet/IP es un compromiso a largo plazo hacia los activos de pruebas del futuro e integrándolos de manera eficaz con la empresa de forma más amplia.

La pregunta que se hace mucha gente es: "Si otras empresas han tenido que modificar Ethernet para manejar el movimiento, ¿por qué no tú?". La mayoría de los competidores apuntarán a la velocidad como la razón de la definición de la falta de idoneidad percibida de EtherNet/IP para aplicaciones de movimiento. Sin embargo, esto es, de hecho, un argumento viciado y se puede refutar por la forma en que EtherNet/IP maneja los comandos de movimiento.

El ODVA, la organización que apoya a las tecnologías de red desarrolladas sobre el Protocolo Industrial Común o Common Industrial Protocol (CIP), DeviceNet, EtherNet/IP, CompoNet y ControlNet, lo resume muy bien. Por lo general, el control de movimiento de varios ejes utiliza la sincronización basada en eventos, lo que requiere la entrega absoluta y programada de datos cíclicos de tiempo crítico en toda la red. La variación de menos de 1 μs para datos cíclicos es necesaria para la velocidad precisa y/o el control de posición. Sin embargo, la capa de datos CSMA/CD de Ethernet no es capaz de entregar los datos con menos de 1 μs de variación.

Este problema de determinismo podría desbancar el protocolo Ethernet estándar sin modificar para el control de movimiento, pero ODVA ha superado esta limitación con EtherNet/IP sin tener que recurrir a los cambios en cualquiera de las cuatro capas inferiores de Ethernet, utilizando Ethernet estándar sin modificar y TCP/UDP/IP.

EtherNet/IP con CIP Motion resuelve el problema cambiando la estrategia para el determinismo. Se elimina el requisito de un determinismo estricto desde la infraestructura de red y confía en los dispositivos finales con la información de la sincronización necesaria para manejar las necesidades de control en tiempo real de la aplicación.

EtherNet/IP con CIP Motion puede aportar así un alto rendimiento, un control determinista necesario para el funcionamiento de la unidad de circuito cerrado, utilizando Ethernet estándar sin modificar. Se puede conseguir fácilmente una sincronización de reloj superior a 200 ns, satisfaciendo las necesidades de las aplicaciones de control de movimiento más exigentes. Debido a que los relojes de los dispositivos finales están estrechamente sincronizados, no es importante una pequeña cantidad de fluctuación en el tiempo de recepción del mensaje, porque la información en el mensaje es una marca de tiempo. EtherNet/IP con CIP Motion permite coordinar 100 ejes con una actualización de la red de 1 ms para todos los ejes.

La competencia todavía puede argumentar que 1 ms no es tan rápido como lo que ellos pueden ofrecer, pero en aplicaciones del mundo real las limitaciones mecánicas o de inercia impartidas por lo que está siendo impulsado por la solución de movimiento hacen de este punto discutible. Lo más probable es que la aplicación final sea para la aplicación de envasado o etiquetado, en estos casos 1 ms es más que adecuado y, de hecho, lo es para la mayoría de aplicaciones de movimiento.

Las ventajas de migrar a una solución de control de movimiento basada en EtherNet/IP son muchas y deben ser consideradas en paralelo con las necesidades del sistema y de la empresa en general. Escalabilidad, flexibilidad, integración sin fisuras en un único entorno operativo y una arquitectura integrada trabajan para hacer una propuesta atractiva, no sólo para el movimiento, sino también para la máquina y el control del proceso en su sentido más amplio. Y es más, las pruebas de futuro desempeñan un papel muy importante, ya que la migración a Gigabit Ethernet en el futuro será muy fácil para los usuarios y proveedores de dispositivos, debido al máximo aprovechamiento de la tecnología comercial fuera de la plataforma.

Sólo EtherNet/IP con tecnología CIP Motion combina los requisitos de control de movimiento determinista, en tiempo real y circuito cerrado con el "estándar" Ethernet, ofreciendo el pleno cumplimiento de los estándares Ethernet, incluyendo IEEE 802.3 y TCP/IP.

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