การขยายตัวขั้น Gigabit ของระบบ Ethernet ในอุตสาหกรรม และการใช้งานระบบเครือข่าย CC-Link IE ในงานระดับเขตข้อมูล ส่งผลให้เกิดรูปแบบใหม่ของระบบการผลิตผสมผสานอัจฉริยะ
ระบบเครือข่าย CC-Link IE (ตัวอักษร IE ย่อมาจาก Industrial Ethernet, ระบบอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม) เป็นระบบเครือข่ายที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับระบบการผลิตอัตโนมัติ การพัฒนานี้ช่วยแก้ไขความบกพร่องเบื้องต้นของระบบเครือข่ายที่แพร่หลายในอุตสาหกรรม โดยระบบที่ดีต้องมีคุณสมบัติคือสามารถนำไปใช้งานและแก้ไขปัญหาข้อขัดข้องได้อย่างง่ายดาย รวมไปถึงมีมาตรฐานเดียวกันกับระบบ Ethernet ทั่วไป
รูปที่ 1 : ไม่ส่งผลกระทบต่อการจัดลำดับขั้นตอนของเครือข่าย
เครือข่ายผสมผสานบนพื้นฐานอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมตระกูล CC-Link IE นี้ถูกนำไปใช้กับระบบการควบคุมชี้เฉพาะที่เข้มงวด ประกอบไปด้วยเครือข่ายด้านการควบคุมสั่งการ (ตัวควบคุม), เครือข่าย Fieldbus และการเคลื่อนที่บนพื้นฐานอีเธอร์เน็ต และการถ่ายโอนข้อมูลไร้แรงเสียดทาน โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการจัดลำดับขั้นตอนของเครือข่าย ทำให้สามารถนำไปติดตั้งกับระบบเครือข่าย CC-Link Fieldbus ดั้งเดิมที่ไม่เป็นแบบอีเธอร์เน็ตได้
ระบบเครือข่ายควบคุม CC-Link IE เป็นเครือข่ายที่ไว้ใจได้เป็นอย่างยิ่งสำหรับการเชื่อมโยงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ที่ถูกควบคุมสั่งการแบบแยกศูนย์อย่างมีประสิทธิภาพ สายเคเบิ้ลใยแก้วนำแสงสองทิศทางพร้อมระบบ redundant ของเครือข่ายชี้เฉพาะนี้ช่วยให้การถ่ายโอนข้อมูลมีความเร็วถึง 1 GBit/s เครือข่าย Floating Master ช่วยสร้างเสถียรภาพให้กับขั้นตอนกระบวนการทำงานและตรวจจับข้อบกพร่องของสายเคเบิ้ลอย่างอัตโนมัติ CC-Link –IE-Field Network นี้ถูกกำหนดขึ้นภายใต้ระดับของการควบคุมสั่งการ สามารถใช้เป็นเครือข่ายชี้เฉพาะเพื่อถ่ายโอนข้อมูลขนาด 1 GBit/s โดยผ่านสายเคเบิ้ล Cat-5e (ไม่ใช้สายเคเบิ้ลใยแก้วนำแสง) และเรายังสามารถใช้งาน CC-Link รุ่นดั้งเดิมร่วมกับรุ่นใหม่ได้ เพราะระบบเครือข่ายนี้ครอบคลุมอินเตอร์เฟสที่จำเป็นทั้งหมด เหตุผลทั้งสองประการนี้ช่วยสนับสนุนการใช้งานเครือข่าย ความปลอดภัยและ CC-Link
การถ่ายโอนข้อมูลผ่านเครือข่ายเขตข้อมูล (Field Network)
CC-Link –IE-Field Network ช่วยให้การถ่ายโอนข้อมูลการควบคุมสั่งการภายในเครือข่ายรวดเร็วและง่ายดายขึ้น และทำให้การถ่ายโอนชี้เฉพาะของข่าวสารขนาดใหญ่ระหว่างเครือข่ายชัดเจนขึ้น เราใช้การสื่อสารแบบวัฏจักรและหน่วยความจำร่วมกันแบบแบ่งส่วนสำหรับข้อมูลการควบคุมสั่งการ แต่ใช้การสื่อสารแบบอวัฏจักรชั่วคราวส่งผ่านข่าวสาร
การสื่อสารแบบวัฏจักรจะทำการอัพเดทข้อมูลการควบคุมสั่งการจากทุกๆตำแหน่งโดยใช้กรรมวิธีส่งผ่านรหัส Token-Passing การใช้หน่วยความจำร่วมกันภายในเครือข่ายส่งผลให้การแลกเปลี่ยนข้อมูลการสั่งการเป็นไปอย่างราบรื่น, สามารถตอบสนองต่อข้อจำกัดที่เกิดขึ้นและดำเนินมาตรการสั่งการที่จำเป็นได้ กระบวนการแลกเปลี่ยนข้อมูลการสั่งการที่สนับสนุนการควบคุมชี้เฉพาะนี้เป็นกระบวนการแบบเรียลไทม์ (Real-time)
รูปที่ 2 : การสื่อสารผ่านหน่วยความจำร่วมกัน
การสื่อสารข้อมูลโดยใช้หน่วยความจำร่วมกัน
ข้อมูลเข้าและข้อมูลออก (Input & Output) ของทุกๆ Station รับสัญญาณจะถูกจัดเรียงลงในหน่วยความจำร่วมกันที่แบ่งเป็นส่วนๆ ที่เรียกว่า หน่วยความจำร่วมกัน (Shared Memory) ทุกๆ Slave-Station จะถูกควบคุมสั่งการร่วมกันโดย Master-Station และ Master-Station นี้จะส่งข้อมูลแบบวัฏจักรไปยังพื้นที่เฉพาะของหน่วยความจำร่วมกันที่แบ่งเป็นส่วนๆ ที่เรียกว่า พื้นที่ป้องกัน (Safe Zone) ข้อมูลแบบวัฏจักรของ Station อื่นๆจะถูกส่งไปยังพื้นทั่วไปที่ไม่ได้ป้องกัน (Unsafe Zone)
เมื่อระบุพื้นที่ความจำหนึ่งๆ โดยให้ Slave-Station เป็น Host-Station เช่น Slave-Station 1 และ 2 ในขณะเดียวกันนั้นก็ตั้งให้ Slave-Station อื่น เป็น Control-Station เช่น Slave-Station 3 ตามรูปที่ 2
การตั้งค่าหน่วยความจำทั้งหมดตามตัวอย่างที่กล่าวมาข้างต้น เครือข่ายจะทำการตรวจสอบระบบได้โดยไม่ต้องพึ่งพา Master-Station วิธีการนี้ทำให้เราสามารถสร้างเครือข่ายการควบคุมสั่งการแบบเรียลไทม์ได้ง่ายดายยิ่งขึ้น
CC-Link –IE-Field Network ช่วยให้เราสามารถสื่อสารข้อมูลแบบอวัฏจักรชั่วคราวและแบบ Peer-to-Peer โดยตรงระหว่าง Network-Station เพื่อส่งผ่านข่าวสารไม่ชี้เฉพาะได้ และในขณะเดียวกันยังไม่ส่งผลกระทบต่อระบบเครือข่ายแบบวัฏจักรเรียลไทม์ เพราะการสื่อสารชั่วคราวนี้จะใช้พื้นที่หน่วยความจำเพื่อถ่ายโอนข้อมูลเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายนี้สามารถรับและส่งข้อมูลไปยังพื้นที่เฉพาะที่กำหนดได้ โดยไม่ต้องใช้ข้อมูล CC-Link-Protocol จำเพาะ ความสัมพันธ์แบบหนึ่งอุปกรณ์ต่อหลายอุปกรณ์ (One-to-Many) ที่นำเสนอไปข้างต้นนี้เป็นตัวกำหนด การจัดลำดับขั้นตอนของเครือข่ายการสั่งการเท่านั้น ไม่ได้มีผลกับรูปร่างทางกายภาพที่แท้จริง
รูปที่ 3 : ลักษณะเฉพาะของ CC-Link IE Field
โครงสร้างเครือข่าย 254 โมดูล 239 เครือข่าย
CC-Link –IE-Field Network ใช้เครื่องมือวิศวกรรมระยะไกลที่สอดคล้องกับลำดับขั้นตอน (Remote Engineering Tool) สำหรับการสร้างและบำรุงรักษาอุปกรณ์สนาม ทำให้เราสามารถสร้างและควบคุมอุปกรณ์ภายในเครือข่ายนี้ได้จากทุกๆสถานที่ เราสามารถเชื่อมต่อเครือข่าย CC-Link –IE-Field Network ทั้งแบบเส้นตรง, แบบดาว, แบบวงแหวน หรือแบบต้นไม้ได้ถึง 254 โมดูล และยังเชื่อมต่อเป็นระบบหลายเครือข่ายได้มากถึง 239 เครือข่าย
Station ใหม่เชื่อมต่อกับ Hub Port อิสระหรือ Port ของ Station เดิมที่มีอยู่แล้วได้อย่างยืดหยุ่น เครือข่ายนี้มีพื้นฐานมาจากระบบ Ethernet ทำให้เราสามารถใช้งานสายเคเบิ้ล, Hub และอุปกรณ์เครือข่าย Ethernet เดิมได้ทันที
การสนับสนุนจากโปรโทโคลข่าวสารไร้รอยต่อ (Seamless Message Protocol - SLMP)
การสื่อสารไร้รอยต่อภายใต้อุปกรณ์ตระกูล CC-Link มีประสิทธิภาพสูงได้โดยการใช้งานโปรโทโคล SLMP ที่มีพื้นฐานอยู่บน TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) SLMP เป็น Client-Server-Protocol อย่างง่าย และสามารถติดตั้งบน Firmware ของอุปกรณ์ขนาด 100 Megabit อื่นๆ ทำให้เราสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ในระบบ CC-Link –IE-Field Network เข้ากับอุปกรณ์สนามอื่นๆ ได้
CC-Link Partner Association (CLPA) เป็นองค์กรระหว่างประเทศที่มีสมาชิกกว่า 1500 บริษัท มีจุดมุ่งหมายเพื่อพัฒนาและเผยแพร่เทคโนโลยีนี้
แปลและเรียบเรียงจากต้นฉบับภาษาเยอรมัน : ร.อ.ไตรรงค์ ชัยสวัสดิ์
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น