Geleceğin Akıllı Fabrikası – Bölüm 2

Daha önceki yazımızda Geleceğin Akıllı Fabrikası’nın ilk makalesini yayınlamıştık.

Sistemlerin daha zeki ,esnek ve dinamik olduğu bir üretim vizyonunu anlatıyordu. Gelecekte, makineler ve ekipmanlar kendi kendine optimizasyon ve otonom karar-verme yoluyla proses geliştirme yetisine sahip olacaklar. Bu çalışmakta olan sabit program işlemlerine zıt bir konumdadır, bugün olduğu gibi.

Endüstriyel otomasyon yapısı da ayrıca değişecek. Hala aktüatörler ve sensörler ile birlikte ayrıca atanmış bir saha düzeyi (field level) bulunacak , fakat büyük ihtimalle uzun vadede yukarıda yer alan birçok fonsiyon , bir sunucu kümesinde veya bir “cloud” içerisinde yer alan yüksek-performans sunuculara geçiş yapacaktır.

Fiziksel sistemlerin operasyonel programları etkilediği- tam tersi de olabilir- geri bildirim döngüleriyle birlikte , siber-fiziksel sistemler önemli olacak. Binlerce veri noktası toplamak ve onlar üzerinde yazılım yönetim araçlarını kullanarak etkileme yoluyla güvenilirlik ve elektriksel grid sisteminin verimliliğini geliştirmeyi amaçlayan “Smart Grid” siber-fiziksel sistemin bir örneğidir.

Şimdi üretim LAN’ı ve onun iletişim sistemlerini inceleyelim. Zeki Fabrika vizyonunu gerçekleştirmek için nasıl değişmesi gerekir?

Geleceğin Akıllı Fabrikası bugün kullanılmakta olan sistemlerden daha zeki, esnek ve dinamik olan sistemlerin bileşiminden meydana gelecek

 

Fazla Sayıda Bağlantılı Cihaz Endüstriyel EtHernet Protokollerini Kullanıyor

Çok sayıda bağlantılı cihaz gelecek nesil Akıllı Fabrika ağının(LAN) da bugün olduğundan açıkça daha fazla sayıda olacak . Bunun nedeni sürece ilişkili ve olabildiğince çok sayıda gerçek zamanlı veri toplamaya olan ihtiyaçtır. Öyle ki bağlantılı cihazların sayısının 2 katı yahut 3 katı olacağı tahmin ediliyor.

Bu meydan okuyuş alan seviyesindeki bu fazla sayıda cihazı basit, fiyat-etkin bir yöntemle bağlantılıyor olacak. Elbette ki performans ve güvenilirlik için zorlu şartların hala yerine getirilmesi gerekecek. Saha haberleşmelerinin (busses) kullanımı belirgin bir şekilde ethernet ağı üzerinden tutarlı ve birleşik iletişim için yol vermeyi azaltacak.

Bütün iletişimler IP protokol ailesi bazlı olacak ve ethernet öncelikli iletişim protokolü olacak, bağlantının kablolu olup olmadığına bakmaksızın.

Yıldız Ağ Topolojisinde Artış

Bugün uygulamada en iyisi olduğu gibi , çok sayıda cihazlarla gelecek ağları ağ yönetimi ve operasyonunu basitleştirmek için hiyerarşik olmalıdır. Saha seviyesi, üretim üniteleriyle veya herhangi diğer mantıksal fiziksel gibi ünitelerle yönetilebilir iletişim hücreleri içerisine bölünmüş olmalıdır. Farklılık şu olacaktır, hücrelerdeki üretilen veri miktarı bugün olduğundan belirgin olarak daha fazladır.

Ağ hala yıldız, doğrusal veya halka topolojileri veya karışım bir topolojiyi kullanacaktır. Buna rağmen, yıldız topolojilerinin kullanımı diğer topolojilerle kıyaslandığında artacaktır, avantajları olduğu için artacaktır-daha az gecikme ve daha yüksek güvenilirlik gibi.

Yıldız topolojisinin dezavantajı şudur: bir switchin hata vermesi tüm ilişkili cihazların bağlantısını kesecektir. Yine de, simülasyonlar açıkça şunu göstermiştir ki küçük anahtarlardan oluşan bir sistemle karşılaştırıldığında daha büyük bir switch daha yüksek bir total güvenilirliğe sahiptir- daha açıkçası , daha yüksek bir Mean-Time-Between Failure (MTBF-Arıza arasındaki ortalama süre)- birçok kademeli. İşte bu yıldıztopolojilerinin bugün veri merkezlerinde kullanılmasının nedenidir.

Doğrusal veya halkalarda kullanılacaktır, çünkü belirli topolojiler kablolamada avantaj sahibi olabilirler. Dahası, daha kompleks yapıların kullanımı , yoğun olarak örgülü ağ topolojileri gibi, artacaktır.

Yeni protokollerin edinilmesiyle beraber, bu ağlar daha az yönetim çabasına ihtiyaç duyacaktır.

Geleceğin Akıllı Fabrikası bugün bize aşina olan ağ topolojilerini kullanacak ,fakat daha çok sayıda veri ileten daha fazla bağlantılı cihaz ile

Kablolu yada Kablosuz?

Gelecekte tüm cihazlar kablolar ve tellerle bağlantılı mı olacak yoksa her şey kablosuz mu olacak? Geçmişin endüstriyel uygulamalarında, iletişimler neredeyse özelikle kablolu ağlar üzerineydi.

Son yıllarda, nasıl olduysa, kablosuz sistemler artan kullanım alanı buldu. Konfigürasyon ve izleme gibi , periferik veri transferi ve mobil çalışan uygulamalar için sıklıkla kritik olmayan endüstriyel uygulamalara uyarlandılar.

Radyo ile olan sıkıntı şudur ki radyo “paylaşılan medya” dır, yani, tüm cihazlar belirli bir frekans aralığı paylaşır. Eğer bir cihaz gönderim yapıyorsa, kanal meşguldür. Radyo iletişimi aynı zamanda hataya yatkın olabilir. Diğer radyo sistemleri , diğer elektromanyetik etkiler veya nesnelere aktarımı etkileyebilir ve belirgin olarak kaliteyi, bant aralığını ve gecikme süresini(latency) bozabilir.

Veri paketlerinin arasıra kaybı bazı radyo sistemlerinde norm haline gelmiştir ve uygulamalar aracılığıyla üstesinden gelinmelidir. Bu, işlem hacmi ve gecikme süresi pahasına yapılır. Kurumsal kablosuz dağıtım ortamlarında bu kabul edilebilir olsa da (ofislerde ve işyerlerinde olduğu gibi), endüstriyel kablosuz ürünlerin güvenilir performans için en baştan tasarlanması gerekir.

İyi tasarlanmış endüstriyel kablosuz ürünlerin şu an kullanmakta oldukları teknikler şöyledir:

  • Tehlikeli ortamlar için gelişmiş elektrostatik deşarj (ESD) koruması
  • Hızlı ağ yeniden yapılandırma ve servis güvencesi için kablosuz ağ teknolojisi,
  • Kablosuz iletişim için Paralel Yedekleme Protokolü (PRP) gibi yedekleme protokolleri.

Bu akıllı teknolojiler endüstriyel kablosuz uygulamaların radyo kanalı performans sorunlarını adapte etmekte ve çok daha fazla güvenilir sistemleri teslim etmekte yardımcı olacaktır.

Yine de, güvenilirlik gereksinimleri sonucunda kablolu veya kablosuz haberleşmeyi Akıllı Fabrikada iletişim teknolojisi belirleyecek. Kablolu iletişimlerin önemli bir şekilde kullanılması beklenebilir, ancak kablosuz bağlantı kurulumunun esnekliği, uygun endüstriyel kablosuz ürünlerin kullanımını artıracaktır.

Fabrika LAN ında İletişimler

Bu serideki bir sonraki yazı, geleceğin fabrikası vizyonunu başarmak için bir üretim alanının LAN’ı içerisindeki iletişimler için gereksinimlere göz atmaya devam edecektir.

Veri oranları, siber güvenlik, güvenilirlik ve çıkmakta olan endüstriyel komünikasyon sistemleri için mevcut diğer yönleri değerlendireceğiz.

Erkan Cirit

www.endustriyelethernet.com kurucusu ve yöneticisi

You may also like...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir