Verkottuneet maailmat

Transkriptio

1 15 H A R T I N G s T e c h n o l o g y N e w s l e t t e r Verkottuneet maailmat Vieraskynä: Prof. Dr. Wolfgang Wahlster Teknologia: Automaatio-IT Sovellukset: RFID, sähköinen nimilappu people power partnership

2 t e c. N e w s 1 5 : S i s ä lt ö harting tec.news 15 (2007)

3 Pääkirjoitus: Dietmar Harting: Talent de bien faire. (Prinssi Henrik, Navigaattori) _4 Vieraskynä: Prof. Dr. Wolfgang Wahlster: Digitaalisen tuotteen muisti: Sulautetut järjestelmät säilyttävät tiedon _6 harting messuosallistumiset 2007 _79 Tiedonvälitystä huippupienellä multiplekserillä _52 Väylärakenne (BUS-topology) voiman siirrossa _62 Han Q 2/0 - uudet vaihtoehdot virransyöttöön, esimerkkinä liitinratkaisu aurinkoenergialle _64 Järeä ja ruostumaton. Han-INOX: Uusi sarja teollisuusliittimiä ruostumattomasta teräksestä _66 Automatisoitu maailma Valintaopas automaatio-it-verkon rakentamiseen _10 Ethernet-seuranta elintarviketeollisuudessa _14 Kukoistava investointi. Kasvihuoneen tarkkailujärjestelmät hyödyntävät hartingin Ethernet-sovelluksia _18 hartingin integroidut ratkaisut, ole globaali ja pysy silti paikallisena _54 SMC-läpiladottavat liittimet automaattisessa pintaliitostuotantolinjassa _56 Täällä täytyy tietää, mitä tuolla tapahtuu: Tietoliikenneinfrastruktuuri hartingin uudella tehtaalla Zhuhaissa _74 Teknologian maailma Uuden Pendolino-junan runkojen automaattinen kytkentä _34 Pidetään metro liikkeellä: hartingin liittimet tukevat lineaarimoottoreiden käyttöönottoa Kiinassa _38 Pidetään rautatiematkustajat tyytyväisinä: Han M12-Crimp-liittimen ominaisuudet matkustajainformaatiojärjestelmissä _40 Vedenpitävä ja vankka: Han-ratkaisu telekommunikoinnin ulkotilasovelluksiin _50 Mikrokosmos RFID-kehitys laajenee: Dresdenin teknisen korkeakoulun ja harting-yhtiön yhteistyöprojekti käynnistää lähettimien (transponder) ja lukulaitteiden käytön rakennusteollisuudessa _24 Tuotteen elinkaaren jäljittäminen. Sähköinen RFID-tunniste tiedon optimivarastointiin _28 Kompaktiin 3D-MID-pakettiin perustuva laaja-alainen virtasensori _31 Maailmanlaajuinen yhteistyö Automaatio-IT toteutuu. Integroidun, avoimen Ethernetin toiminta ja asennus _20 Parempi luotettavuus, con:card+ n avulla _42 Siirtyminen kehityksen johtoasemaan _68 Yhteistyö Turkin kanssa on johtamassa menestykseen _71 Maailman standardit VMEbus-järjestelmien parannettu suorituskyky har-bus 64:n ansiosta Japanissa _48 Geneerisen yleiskaapeloinnin standardointi _58 J u l k a i s u t i e d o t Julkaisija: harting KGaA, M. Harting, P.O. Box 1133, Espelkamp (Saksa) Puhelin , Fax: , Internet: Vastaava päätoimittaja: A. Bentfeld Toimituspäällikkö: Dr. H. Peuler, K. Jording Yleiskoordinaatio: Communication and Public Relations Department, A. Bentfeld Suunnittelu ja ulkoasu : Contrapunkt Visuelle Kommunikation GmbH, Berlin Tuotanto ja paino: Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück Pilakuvat: Helme Heine Circulation: copies worldwide (German, English and 10 additional languages) Lähde: Jos olette kiinnostunut saamaan tämän tiedotuslehden säännöllisesti ja ilmaiseksi, ottakaa yhteys lähimpään hartingin toimipisteeseen, hartingin myyntikumppaniin tai paikalliseen hartingin jakelijaan. Voitte tietenkin tilata tec.newsin sähköisesti Jälkipainos vain kustantajan kirjallisella luvalla. Tämä koskee myös sähköistä tiedonvälitystä ja sillä tapahtuvaa kopiointia, esimerkiksi CD-Rom:ia ja Internetiä Kaikki tuotekuvat ovat harting KGaA:n tavaramerkkejä ja sen tai muiden yhtiöiden omistamia tuotenimiä. Huolimatta huolellisesta toimittamisesta, ei ole täysin mahdollista välttää painovirheitä tai tuotteiden ominaisuuksien muutoksia lyhyessä ajassa. Siksi harting KGaA sitoutuu ainoastaan voimassaolevaan tuoteluetteloonsa. Sen painotyössä on noudatettu ympäristöystävällisyyden pyrkimyksiä käyttämällä mahdollisimman paljon kierrätyspaperia ja mahdollisimman vähän klooriyhdisteitä by harting KGaA, Espelkamp. Kaikki oikeudet pidätetään. Suomenkielen rakenteesta johtuen tässä ei esiinny sukupuolipainotteisia sanoja. Vrt. he/she

4 t e c. N e w s 1 5 : P ä ä k i r j o i t u s Dietmar Harting Talent de bien faire (Prinssi Henrik, Navigaattori) Opitut maantieteelliset tiedot, merenkulkulaitteiden tarkkuus, kartografia, laivanrakennus ja muut tieteelliset opit mahdollistivat merenkulkija Vasco da Gaman löytämään meritien Intiaan vuonna 1498, ja siten avaamaan suoran pääsyn kukoistaville maustemarkkinoille. Kiitos sellaisten suurten tutkimusmatkailijoiden, kuten Bartolomeu Diaz, Kristoffer Kolumbus ja Ferdinand Magellan, intensiivisten tutkimusten Euroopan merenkulkumaat laajensivat meriverkostoaan Atlantin, Tyynenmeren ja Intian Valtameren poikki. He valoivat perustan tämän päivän kaupan verkostoille, ja lopulta myös siloittivat tietä meidän maailmamme verkottumiselle. Suurin ero 1600-luvun alun ja 20. vuosisadan globalisaatiossa on se nopeus, jolla aika ja tila yhdistyvät. Jotta pystymme kohtaamaan asiakkaiden tarpeet ja toiveet, meidän ei enää tarvitse uskaltautua pitkille merimatkoille kuten edeltäjiemme edellisinä vuosisatoina. Paikalliset kehityskeskukset, tuotantolaitokset, markkinointi- ja palveluyksiköt, sekä modernilla IT-teknologialla toteutettu yhteys henkilökunnan, asiakkaiden, tavarantoimittajien, teknologioiden ja tiedon välillä antaa meille mahdollisuuden vastata kaikkiin vaatimuksiin suoraan paikan päältä. Kuten Henrik Navigaattorin aikanakin, jatkuva tietämyksen laajentaminen on ehdoton edellytys ja eteenpäin ajava voima kaikelle kehitykselle. Tässä tarkoituksessa henkilökuntamme vaihtaa ideoita ja konsepteja yksittäisten maiden rajojen ylitse, jotta voimme täyttää asiakkaidemme toiveet innovatiivisista ratkaisuista. Tämän lisäksi jatkuva osaamisemme kehittäminen perustuu yhteityökumppanien kanssa tehtävään työhön. Sellaisia ovat tutkimuslaitokset, yhteenliittymät ja toiset yhtiöt. Erinomaiset partnerit avaavat silmiämme uusiin maailmoihin, ja myös yhteistyökumppanimme saavat käyttöön teknisen osaamisemme ja asemamme markkinajohtajana. Oma henkilökohtainen ja yksilöllinen näkemyksemme on yksi näkökulma, se kuinka muut arvioivat meitä ulkoa päin on toinen. Luonnollisesti on erityisen palkitsevaa, kun itsenäiset kolmannet osapuolet luottavat innovatiivisiin ratkaisuihimme, ja jopa kunnioittavat niitä erityismaininnoilla, kuten vuonna 2006 Hermes Award:illa, joka on maailman arvostetuimpia teknologiapalkintoja. Tällainen tunnustus inspiroi ja rohkaisee meitä jatkamaan valitsemallamme tiellä. Näin annamme intensiivisen tutkimuksemme ja löytämisen ilomme asiakkaidemme palvelukseen. Tarjoamme heille vakaita sovellussuuntautuneita ratkaisuja, ja kohtaamme uusia teknologisia haasteita. Pidämme totena mielessämme Henrik Navigaattorin tunnuslauseen: Talent de bien faire, Pyri tekemään hyvää Tällä tec.news 15-lehdellä pyrimme jakamaan ideamme, innovatiivisen kehitystyötämme ja uusia tuotteitamme koskevan tiedon kanssanne. Nämä vahvuutemme ja uhrauksemme toteuttavat visioitamme kehitämme tulevaisuutta tekemällä teknologioita ihmisille todellisuudeksi. harting tec.news 15 (2007)

5 5

6 t e c. N e w s 1 5 : V i e r a i l i j a n o s u u s Professori Wolfgang Wahlster johtaa maailman suurimpia tekoälyteknologiakeskuksia (DFKI GmbH) Saarbrückenissä, Kaiserslauternissa, Bremenissä ja Berliinissä, joista 46 uutta yritystä on saanut syntynsä. Hän on Ruotsin Kuninkaallisen Tiedeakatemian jäsen ja saanut Saksan presidentin Tulevaisuus -palkinnon. Hän on myös Liittotasavallan talous-tieteellisen tutkimusyhteisön jäsen. Tämä yhteisö on nimittänyt hänet tietoyhteiskuntateknologian edistämisen johtoon. harting tec.news 15 (2007)

7 Prof. Dr. rer. nat. Dr. h.c. mult. Wolfgang Wahlster Digitaalinen tuotteen muisti Sulautetut järjestelmät säilyttävät tiedon Informaatio- ja kommunikaatioteknologia (ICT) on perusta koko taloudelliselle ja tieteelliselle ajattelullemme. Se hallitsee yhteiskuntamme kaikkia alueita. ICT on avain kaiken teknologian tulevaisuuden ja kehityksen hyötykäyttöön. Tietoyhteiskunnassa tämän kehitysteknologian kasvu on kiihdyttänyt avainaloja. ICT toimii myös kiihdyttimenä muille huippusektoreille. Saksan opetusministeriön, jossa olen tieteellisenä johtajana, lausunnon mukaan yli 80 % kaikista keksinnöistä, oli kyseessä sitten lääketiede, automatisoitu teollisuus tai logistiikka, tehdään informaatio- tai logistiikkaratkaisuihin (ICT) perustuen (ohjelmistojärjestelmät, elektroniikka, verkkoteknologiat, tietoteknologiat). Tämän päivän Saksa ei ole enää johtavassa roolissa klassisessa tietokoneteollisuudessa, esimerkkeinä käyttöjärjestelmät, tietokantajärjestelmät toimisto-ohjelmistot ja oheislaitteet, kuten näytöt ja kirjoittimet. Toisaalta Saksa on johtavassa asemassa yhtymäohjelmistosektorilla ja on kotimaa maailman kolmanneksi suurimmalle ohjelmistotalolle. Saksalla on myös merkittävä osallistumisaste sulautettujen, esimerkiksi autoissa, automaatiossa ja lääketieteessä käytettävien ohjelmistojen kehittämisessä. Kaiken kaikkiaan saksalaisyhtiöt ovat kilpailukykynsä ansiosta logistiikka-ict:n alueella johtavassa asemassa uusissa markkinointi- ja jakelukonsepteissa. Siksi Saksan valtion panostus tämän korkean teknologian alueen innovaatiokehitykseen takaa, että koko arvoketju saadaan tehtyä Saksassa, ja siten se myös lisää siellä työpaikkoja. Seuraavassa on tarkoitus esittää tuotteen sisäisen digitaalisen muistin konseptia konkreettisena tulevaisuuden teknologisena visiona, joka on laajennus RFID-teknologiasta (Radio Frequency IDentification) ja sulautetuista järjestelmistä. Tällä konseptilla on valtavat markkinat valituilla kohdeteknologian alueilla liittämään digitaalinen päiväkirja tuotteisiin. 7

8 t e c. N e w s 1 5 : V i e r a i l i j a n o s u u s Tuotteiden digitaalinen muisti ICT-tuettu logistiikka ja palvelut (konsultoinnista ylläpitoon, korjaukseen ja kierrätykseen) ovat tulleet yhä tärkeämmiksi menestystekijöiksi monilla aloilla. Tuotteiden teko ja niiden kehitys toimii aina vain kiihkeämmillä sykleillä yhä monimutkaisemmissa logistiikkaketjuissa. Siksi arvokkaiden tuotteiden digitaalinen jäljittäminen ja jatkuva tilantarkkailu, kuten myös mahdollinen pääsy kaikkeen tuotteiden sisältämään tietoon, on elintärkeää tuotannolle ja kilpailuetu kaupalliselle yhtiölle. Sen lisäksi digitaalisella tuotemuistilla voidaan suojautua piratismia vastaan ja suojella kuluttajaa. Se myös takaa tuotteen luotettavuuden. Seuraava älysiruilla varustettu tuotesukupolvi laajenee puhtaasti RFID-tarran identifiointitoiminnosta sisältämään sensoritoimintoja (esim. lämpötilan-, asennon-, kirkkaudenja kosteudentunnistus). Tuote voi myös vaihtaa tietoja aktiivisesti ympäristönsä ja käyttäjän kanssa, ajatuksena tavaroiden internet, Internet of Things. Digitaalinen tuotemuisti on eräänlainen lentokoneen musta laatikko, se kirjaa kaiken tarpeellisen muuttuvan tiedon digitaaliseen muistiinsa. Parasta nykyaikaisissa sulautetuissa järjestelmissä on kuitenkin se, että mikrosiru voidaan sijoittaa mihin tahansa tuotteessa niin ettei sitä voi havaita ulkopuolelta.sen lisäksi mikrosirulla voi olla oma virtalähteensä, erilaisia tunnistimia, radiomoduuleja ja jopa GPS-paikannin. Tuotemuistit voivat vaihtaa informaatiota toistensa kanssa langattoman paikallisverkon välityksellä. Tästä on seurauksena eräänlainen äly-ympäristö. Suklaarasia tai viinitankki voi sähköisesti tiedottaa kuljettavalle rekalle, että lämpötilaa tai kosteutta täytyy säätää, jolloin säätötoimenpide sitten suoritetaan automaattisesti. Tärkeintä on kuitenkin, että tuotteita valvovat henkilöt pääsevät viiveettä näkemään tuotteen digitaalisen muistin, päiväkirjan, sisällön koska tahansa. Tämän digitaalisen muistin avulla loppukäyttäjä, olipa hän avaamassa kaviaaripurkkia, suklaarasiaa tai viinipulloa, voi todentaa tuotteen kuljetuksessa tai varastoinnissa tapahtuneet muutokset. Viini saattaa olla ollut varastoitu pystyasennossa, tai se on joutunut alttiiksi tärähdyksille, päivänvalolle tai äkillisille lämpötilan muutoksille. Loppukäyttäjän on helppo tehdä ostopäätöksensä, ja tilaaja voi lähettää liialliselle kosteudelle altistuneet suklaat takaisin valmistajalle. Tulevaisuudessa käytetyn auton ostaja voi lukea auton digitaalisesta päiväkirjasta öljyn lisäyksen puutteet ja vaikkapa ilmatyynyn laukeamiset. Tämä vaikuttaa tietenkin ostokäyttäytymiseen. Tällä menetelmällä voidaan myös tarkkailla hyväksyttyjen, alkuperäisten varaosien käyttöä kaikissa liikennevälineissä lentokoneista alkaen. Tulevaisuudessa SmartFactory-tekniik- 4. Älykkäät laitteet ja esineet ka linjautuu Saksan tekoälyprojektin (DFKI) puitteisiin sellaisten yhtiöiden, Pienentyminen 2. PC:t 3. PDS, älypuhelin, älykortti kuten esimerkiksi Bosch, harting ja Siemens, kanssa. Nämä yhtiöt ovat mukana rakentamassa kehitys- ja näyttelykeskusta Kaiserslauterniin. 1. Keskustietokone Kehityksen aikataulu Keskustietokonekonseptista esineiden internetiin, lähde: DFKI GmbH harting tec.news 15 (2007)

9 Älykkäät ostosapulaiset käyttävät digitaalista tuotemuistia, lähde: DFKI GmbH tönsä verkkoa, se vain on siellä, mukana kulkevana tekoälynä. Kulkuvälineidemme sulautetut järjestelmät voivat sisältää parhaimmillaan 70 mikrotietokonetta autossa ja ne muodostavat liikkuvia tietoverkkoja. Näiden järjestelmien täytyy kyetä kommunikoimaan keskenään, ajoneuvolta toiselle. Näin pääsemme lähemmäs 100% turvallisen auton kehittämistä.se ei ole mahdollista ilman semanttista teknologiaa tuotteiden muistien välisessä kommunikoinnissa. Jos ranskalaisen Peugeot in havaintojärjestelmä huomaa vesilammikon, se tiedottaa varoituksen vesiliirrosta sekä kuljettajalleen että perässä ajavalle BMW-moot- Semanttisen teknologian avainrooli toripyörälle. Sen kuljettaja saa varoituksen, joka voi pelastaa Käyttäjäystävällinen kommunikointi muistin kanssa sekä eri hänen henkensä. Saksan autoteollisuus on johtavassa asemassa tuotteiden muistien ja äly-ympäristön välinen tiedonvaihto ajoneuvojen välisessä kommunikoinnissa. vaatii kielen, jota kone ymmärtää. Tuotepäiväkirjojen lisäarvo totetutuu vain, jos tavaroita käsittelevä robotti ymmärtää tiedon tuotteen koosta, painosta, vakaudesta ja tartuntapisteistä. tärkeäksi, jotta kyetään estämään asiaton pääsy muistin tie- Tietenkin tietoturvallisuus tulee muodostumaan huomattavan Tämän teknologian ytimen muodostavat lisätietokonekielet, toihin sekä tiedon väärentäminen tai tuhoaminen. esimerkiksi OWL C, joilla on muodollinen semantiikka ja jotka tarjoavat standardoidun konseptin digitaalisen sisällön kuvaamiseksi siten, että sen perimmäinen olemus tulee ilmaistuksi. kanssa, joita kaikkia BMBF tukee, DFHKI tutki digitaalisten Yhteistyöprojekteissa SmartWebin, Specterin ja SharedLifen Tietoa etsiettäessä yhteenvedot voivat nopeuttaa etsintäprosessia tai johdattaa haettuun tietoon. olivat esillä CeBIT 2007-messuilla. Edellä hahmotetut elementit päiväkirjojen semanttisen teknologian perusteita. Nämä kaikki tarjoavat kaikki tärkeät alkutiedot Saksan hallituksen hi-tech Jos jokapäiväiset esineemme ovat enenevässä määrin verkottuneet keskenään, ja ne kommunikoivat keskenään, tuloksena Tämä projekti voi johtaa teknologian teolliseen toteuttamiseen strategian pilottiprojektiin digitaalisen tuotemuistin alueella. on esineiden Internet. Ihmiset eivät enää havaitse ympäris- koko arvoketjussa Saksassa.

10 t e c. N e w s 1 5 : A u t o m at i s o i t u m a a i l m a Andreas Huhmann Valintaopas Automatio-IT-verkon rakentamiseen Käytettäessä Ethernetiä teollisuussovelluksissa, moni avainelementti tukee automatio-it-verkkoa. Nämä ovat aktiivisia komponetteja, kuten kytkimet, ja passiivisia kuten kaapelit sekä hallintajärjestelmä, joka ottaa huomioon IT:n ja automaation vaatimukset. Vaikka toimistossa onkin helppo erottaa aktiiviset ja passiiviset komponentit, se ei käy päinsä tehdasympäristössä. Selkeä jako aktiivisiin ja passiivisiin komponentteihin ei sovi tehtaisiin tai koneisiin. harting on kehittänyt yhdenmukaisen työkalun koko verkon suunnittelemiseen teollisuusrakennuksiin, tehtaisiin ja koneisiin. 1 0 harting tec.news 15 (2007)

11 Yksinkertainen valintasäännöstö tukee saumattoman verkon kehittämistä. Verkon komponenttien ja johdotuksen harmonisointi on ensiarvoisen tärkeää. Kun verkot liittävät tehdastilat, järjestelmät ja koneet ovat ne aina jollakin tavalla riippuvaisia sovelluksista, ja tämä on aina otettava huomioon suunnittelussa. Sovellukset ohjaavat Ethernet-verkon komponenttien ominaisuuksia. Esimerkiksi hallitsemattomat kytkimet ovat kykeneviä tiedon säilyttämisprosessiin. Tosiaikaisessa prosessissa niitä ei kuitenkaan voida käyttää. Toiminnallisuusalue Verkkokomponentit voivat toimia yksinkertaisesti tähtikytkettyinä, kuten econ-ratkaisuissa, tai sitten suorittaa monimutkaisempaa aktiivista segmenttienhallintaa, kuten mcon-sarja kykenee tekemään. Oli sitten kyse econ tai mcon-ominaisuuksista, harting Technology Group tarjoaa kattavan ratkaisukirjon teollisuussovelluksiin. Ethernet-verkon komponenttien tulee teollisuussovelluksissa omata monenlaiset perustoiminnot, kuten esimerkiksi: Teollisuussovelluksen vaatima lämpötilankesto ja mekaaninen lujuus Ethernet-kytkin, joka sopeutuu IEEE normin nopeaan Ethernetiin (100 MBit/s) Tallennus- ja jatkokytkentämuodot Itsetunnistus/automaattinen ristiinkytkentä Sähköiset tai optiset portit 1 1

12 t e c. N e w s 1 5 : A u t o m at i s o i t u m a a i l m a Liiketoiminta ERP / CRM / MES Suunnittelutekniikka CAD / CAE / CAQ Palvelut Video puhelin turvallisuus Automaatio PLC CNC robotti Katsaus verkkosovelluksiin Nämä toiminnot muodostavat kaikkien hartingin verkkokomponenttien perustan. econ-tuoteryhmän, jossa nämä toiminnot ovat, ei tarvitse olla pää- tai muiden käyttäjien hallittavissa, vaan se on Plug and Play, liitä ja käytä -komponentti. Sovelluskohtainen parametrointi ei ole mahdollista. Huolellisesti harkittu verkon segmentointi on välttämätöntä, jos näitä komponentteja käytetään ja se vaatii tarkan tiedon sovelluksista. Perussääntönä on että hallitsemattomia verkkokomponentteja ei voida käyttää yhdistetyissä verkoissa. Jos sovellukseen liittyvä tai siitä johtuva verkon konfiguraatiomuutos on välttämätön, scon-verkkokomponentti on paras ratkaisu. Verkkokomponentit voidaan modifioida vastaavaan sovelluksen vaatimuksiin ilman erityisiä hallintatyökaluihin. Parametriointi voidaan hoitaa integroidun USB-väylän ansiosta ilman toimivaa verkkoa ja ilman että virta on kytkettynä verkkokomponenttiin. mcon-verkkokomponentteja voidaan käyttää verkon hallintaan samalla tavalla kuin nykypäivän toimistoympäristöissäkin. Hallintapalvelut, kuten IGMP, Query, QoS, VLAN ja RSTP ovat saatavilla. Internet verkkopalvelin on integroitu niin että hallinta käy yksinkertaisesti verkon kautta. mcon-kytkimet sallivat tarpeelliset verkkotoiminnot toimisto- ja tehdasympäristön yhdistämiseksi, ja mahdollistavat siten automaatio-it:n. Asennusluokitus Sen lisäksi, että valitaan oikea toimivuus, oikean asennusluokituksen valinta on ensiarvoisen tärkeää teollisuusympäristöissä. Sovelluksesta riippuen ne voidaan jakaa kolmeen tyypilliseen luokkaan: Ensimmäiseksi verkkokomponentit, joita käytetään tähtikytkentään laitteiden kanssa samassa kabinetissa. Ristikytkentäpaneeli on useimmiten tarpeellinen, jotta ulkoisia kaapelikytkentöjä voidaan käyttää. Toiseen luokkaan kuuluvat Ethernet-verkon erillisten kabinettien integrointi verkkoon, sekä myös kabinettien tähtikytketyt sisäiset järjestelyt. Hajautetut kabinetit voidaan helposti linkittää yhteen linjatopologiassa. Kolmas luokka määrittelee käyttöpaikkakohtaisen tähtitopologisen verkon, jonka laitteista suurin osa on korkeinta suojaustasoa. Porttien vähäinen määrä mahdollistaa myös linjatasoisen topologian toteuttamisen. Profiilin määritykset Profiilin valinnalla määritetään mitkä asetukset laitetaan verkon komponentteihin. Esimerkiksi mitkä erityiset automaatioprofiilin toiminnot sopivat, esim PROFINETin tai Ethernet IPn toiminnot. Jotta yhteensopivuus standardi-ethernetiin voidaan taata, näillä normeilla on erityiset toiminta- tai suorituspinta- 1 2 harting tec.news 15 (2007)

13 1 Toimintaluokka econ scon mcon 2 Asennusluokka Sisäpuoli Väliosa Ulkopuoli 3 Profiili Standardi Ethernet Profinet EtherNet/ IP 4 Kaapelointi Geneerinen, yleiskaapelointi ISO/IEC :n mukaisena Profiilispesifinen kaapelointi IEC Profinet IEC EtherNet/IP Automaatio IT valintaoppaan rakenne vaatimuksensa. Nämä tavallisesti sulkevat pois hallitsemattomat verkkokompomponentit. Tässä yhteydessä verkon komponenttien yhteensopivuus automaatioprofiilin kanssa täytyy varmistaa. Kaapelointi Kaapelointirakenne seuraa aina tiettyä sovellusta. Kaapelointi nojaa suuressa määrin sovellusten alueelle. harting tekee eron teollisuusrakennusten, tehtaiden ja yksittäisten koneiden välillä. Automaatioprofiilit määrittävät tehtaille ja koneille automaatioprofiilit käytettävät liittimet, kuten on määritelty IEC 61784: ssä. Kuitenkin ISO/IEC24702 on oikea normisto teollisuusrakennuksille. Saatavana on täydellinen valikoima kaapelisarjoja, ja myös kaapeleita ja liittimiä paikan päällä tekemiseen. Liitäntäelementtejä on saatavana myös siirtymiseen kabinettiympäristöstä teollisuusolosuhteisiin, kuten esimerkisi käytettäväksi kabinetin seinässä tai kahden asennuslinjan välissä ketjukuljettimissa. Nämä elementit voidaan asentaa saumattomasti verkkoon. Näin ollen komponenttien valinnasta on vain muutama askel saumattomaan ja turvalliseen verkkoratkaisuun. Yhdenmukainen hallinta Hallintajärjestelmä integroi kaikki komponentit läpi koko verkon. Jos IT-automaation sääntöjä noudatetaan, yhdenmukainen hallinnointi on mahdollista. Yleisvastuu verkosta voidaan hoitaa keskitetysti. Verkon ylläpito automaatioympäristössä ja huolto voidaan hajauttaa yksinkertaistetuille diagnostointityökaluille. On tärkeää, että kommunikaatio kaikkien verkon komponenttien välillä on yhdenmukaista, ja että nämä komponentit näkyvät yhtenäisesti. Tämä on mahdollista hartingin teollisuuden VIS//ON hallintatyökalulla. Saumattomat automaatio-it verkot harting Selection Guide on laitevalinnan alku. Teollisuussovellukset voivat olla hyvinkin erilaisia ja toiminnalliset vaatimukset vaihtelevat vastaavasti. harting tarjoaa oikeat verkkokomponentit kaikkiin tällaisiin sovelluksiin. harting on ylittänyt rajamuurin aktiivisen ja passiivisen näkökulman ja lähestymistavan välillä. Tämä on ainoa toteuttamiskelpoinen ja taloudellisesti kannattava tapa teollisuusympäristöjen saumattomassa IT-automaatiossa. Andreas Huhmann Director Strategic Marketing Division Industrial Communication and Power Networks harting Technology Group andreas.huhmann@harting.com 1 3

14 t e c. N e w s 1 5 : A u t o m at i s o i t u m a a i l m a 1 4 harting tec.news 15 (2007)

15 Rhonda Stratton, Tony Guerra & Rob Hanes Ethernet-seuranta elintarviketeollisuudessa Ainekset pakastettaviin, valmiisiin pasteijoihin ja kakkuihin ovat tavaroita, joita ostamme marketeista kätevänkokoisissa pakkauksissa. Suurkäyttäjät, kuten leipomot ja muu ruokapalveluteollisuus tarvitsevat aivan omanlaisensa pakkauskoot. Tyypillinen pakkauskoko näille on 25 kilon säkki. Näiden suurtalouspakkausten tuotantolinjojen hallitseminen on haastavaa.tarkka kirjanpito ja pakkaustiedon täsmällinen kontrolli on avain menestyksekkääseen ruokateollisuuden liiketoimintaan. Tarkka punnitus Yhdysvaltain Uudessa Englannissa sijaitsevassa, suurtaloustuotteiden ja juomasekoitusten markkinajohtajan tehtaassa pakkausprosessi alkaa säkin sijoittamisesta vaa alle, sen automaattisesta avaamisesta ja sitten täyttämisestä syöttölinjasta. Vähän ennen määräpainon saavuttamista, syöttö katkeaa automaattisesti. Tarvittava loppumäärä valutetaan säkkiin, joka suljetaan kuljetusvalmiiksi.tämä puoliautomaattinen prosessi jatkuu työviikon ja vuoronvaihtojen lävitse eri tuotantolinjoilla. Tarkka punnitusten valvonta on ensisijaisen tärkeää alipaino tuottaa asiakkaalle tappiota ja valituksia, ylipaino syö tehtaan kannattavuutta. Tärkeää on myös se, että koska tuotteita joudutaan kuljettamaan suurissa erissä kauaskin, tarkka paino on oleellinen osa logistiikkaketjussa. Täyttöprosessin tarkkailu sekä tuotteen että työvuoron vaihtuessa on erityisen vaikeata. Erilaisten ruokatuotteiden pakkaaminen jatkuvassa prosessissa vaatii huolellista valvontaa, eikä ainoastaan siksi, että erilaiset aineet ja aineseokset voivat suuresti vaihdella tilavuus/painosuhteeltaan ja myös virtausominaisuuksiltaan. Joka kerran, kun tuote vaihtuu, täyttöasema täytyy huolellisesti säätää uudelleen, jotta tuo 25 kilon paino saavutetaan tarkasti, eikä edellisestä tuotteesta jää hukkaan menevää ylijäämää. Aiemmat seurantamenetelmät Menneisyydessä säkkien täyttöä valvottiin hajautetulla ja jatkumattomalla punnitusjärjestelmällä. Sarjaliitännällä sensorien antama tieto kirjattiin suoraan koneelle ja siirrettiin sen jälkeen tekniseen toimistoon analysoitavaksi. Täyttötarkkuutta valvottiin tämän tiedon pohjalta. Tämän informaation pohjalta oli tuotannon johtajien tehtävänä päättää, kuinka linjaa piti tarkkuuden lisäämiseksi säätää. Tämä prosessikokonaisuus toimi vuosikausia tyydyttävin tuloksin. Kuitenkin jatkuva pitkän aikavälin seuranta paljasti, että asiaa voidaan kehittää, etenkin tuotteiden ja vuorojen vaihtojen kohdalla. Ethernetin avulla tehtävä tosiaikainen valvonta tuotantoalueella Ethernetille löytyy yhä enemmän käyttöä tuotantoteollisuudessa. Koska harting kuuluu johtaviin liitäntä- ja verkkoratkaisujen toimittajiin, se sai tilaisuuden toteuttaa Ethernetiin perustuvan automatisointiratkaisun tälle nimenomaiselle suurtaloustuotteiden tehtaalle. 25 kilon säkkien täyttölinja osoittautui sopivaksi käyttää hartingin Automaatio IT-tuotteita, ja siten antaa asiakkaalle mahdollisuus leikata tuotantokustannuksia. 1 5

16 t e c. N e w s 1 5 : A u t o m at i s o i t u m a a i l m a Tarkka mittaus on elintärkeää yhtiölle, jonka tuotemyynti perustuu painoon. HARTING esitteli reaaliaikaisen, Ethernet-pohjaisen tarkkailujärjestelmän vähentämään työ- ja hävikkikustannuksia. Sisätilaan asennettu kytkin. harting analysoi aikaviiveen tiedon kirjaamisen ja täyttölinjan manuaalisen säätämisen välillä, ja vakuuttui siitä, että prosessia voitaisiin huomattavasti kehittää Ethernetin tosiaikaisen tuotantoalueen valvonnan avulla. Pitkälle aikavälille harting suositteli IP67-ratkaisua, joka kestäisi ankaraa, pölyistä ja kosteaa ympäristöä Ethernet-kytkimien sijoituspaikoilla. Osoittautui myös mahdolliseksi asentaa ehdotettu Ethernet niin, ettei se vaatinut erityiskoteloita tai -laitteita, ja se tietenkin pienensi asennuskustannuksia. Ehdotettu ratkaisu koostuu harting Automatio IT-paketista jossa on IP67 -Ethernet lähiverkkokytkin, jossa on viisi porttia Data 3A RJ45-liittimin ja teollisuus-ethernet kaapelointi. Tälle elintarviketeollisuuden tehtaalle oli ensisijaisen tärkeää, että harting pystyi suoraan toimittamaan pääkomponentit. harting varmisti myös, että paikallista teknistä tukea oli saatavissa sujuvan asennuksen takaamiseksi. harting -kytkimien IP67 Ethernet-kytkin, IP67 Data 3A-liitin. 1 6 harting tec.news 15 (2007)

17 Alustava layout 25 kg:n säkityslinja Sarjaportti RS 232 Linjavaaka 3A P/T Rs 232 to Ethernet-muunnin Kone 3 3A P/T 3A P/T Kone 2 IP 67-kytkin PC Virtalähde Yrityksen LAN-portti IT-automaation järjestelmäarkkitehtuuri asentamisen rinnalla tarjottiin teknistä tukea sarjaliittimestä- Ethernetiin -modulin asennukseen, tarkoituksena hyödyntää jo asennettuna olevaa sarjaliitäntälinjaa seurustelussa harting -kytkimen kanssa. Apua annettiin myös muiden toimittajien täyttöprosessin valvontaohjelmistojen asentamiseen. harting in Ethernet-kytkin sijoitettiin lähelle jo olemassa olevaa LAN-liitäntää, jota oli käytetty PC-yhteytenä ERP -toiminnanohjausjärjestelmään kirjautumiseksi. Olemassa olevan säkintäyttölinjan yhteyden lisäksi asennettiin kaksi muuta yhteyttä muihin tuleviin tarpeisiin hankittavien koneisiin integroitumiseksi. Yhteenveto Elintarvikeyhtiö otaksuu pääsevänsä Ethernet-järjestelmän avulla USD:n vuotuisiin säästöihin. Reaaliaikaisella pääsyllä tuotantotietoon, säätöinformaatio voidaan milloin tahansa ekstrapoloida ja lähettää tuotantohallinnolle. Tuloksena on ollut hävikin väheneminen tuotteen tai työvuoron vaihdon johdosta. Lisäksi LAN (paikallisverkko) ja VPN-yhteydet (virtuaali yksityisverkko) mahdollistavat tuotantotietojen etäkäytön. Edelleen, kun teknisen osaston täytyy nyt vähemmän keskittyä tuotanto-ongelmiin, se voi käyttää paremmin aikaa pitkän tähtäimen suunnitelmiin. Saadut kokemukset innostivat yhtiön suunnittelemaan Ethernet-valvontajärjestelmän käyttöönottoa myös muilla tuotannon alueilla. RHONDA STRATTON Marketing Communications Manager, North America harting Technology Group rhonda.stratton@harting.com TONY GUERRA Field Systems Engineer, Automation IT, North America harting Technology Group tony.guerra@harting.com ROB HANES Director of Marketing, Industrial, North America harting Technology Group robert.hanes@harting.com 1 7

18 t e c. N e w s 1 5 : A u t o m at i s o i t u m a a i l m a Jakub Vinčálek & Tomáš Ledvina Kukoistava investointi Kasvihuoneiden tarkkailujärjestelmät hyödyntävät hartingin teollisuus-ethernetsovelluksia Useimmilla nykyaikaisilla maanviljelijöillä on käytössään parikin kasvihuonetta. Ne mahdollistavat kasvatuksen, joka ei ulkotiloissa olisi mahdollista. On kuitenkin erehdys luulla, että kasvihuoneilmaston ylläpito vaatii vain tietyn lämpötilan ja kosteuden säätelyä. Totuus on, että kasvihuoneen sisäilmastoa täytyy säädellä jatkuvasti ja luotettavasti monella eri tavalla. Valon, ilmanlämpötilan, maaperän ja veden optimointi Hyvän kasvihuonejärjestelmän tulee kyetä kontrolloimaan esimerkiksi ilman ja kasvualustan lämpötilaa ja kosteutta, auringonvalon määrää ja voimakkuutta ja keinovalaistuksen vaihtelevia aallonpituuksia ja ilman hiilidioksidipitoisuutta (CO 2 ). Järjestelmän avulla olosuhteet voidaan luoda halutuiksi päivän eri aikoina ja kasvukausien eri vaiheissa. Järjestelmä säätelee mm. seuraavia asioita: Ikkunoiden avaaminen ja sulkeminen Lämmitys Tuuletus Aurinkoverhot Keinovalaistus Keinokastelu Ilmankostutus 1 8 harting tec.news 15 (2007)

19 10 15 miljoonaa tainta kasvaa kerrallaan keskikokoisessa kasvihuoneviljelmässä Tarkkailujärjestelmä antaa tosiaikaisen tiedon kaikista olosuhteista. Tärkeä piirre hyvässä järjestelmässä on, että se reagoi reaaliajassa kokonaisuutena kaikkiin kasvulle mahdollisesti muodostuviin uhkiin. Siinä pisteessä, kun järjestelmä ei enää kykene pitämään eri osatekijöitä asetetuissa rajoissa, se hälyttää henkilökunnan automaattisesti. Tämän kaltaiset tiedot ja raportit voidaan välittää myös mobiiliverkkoon. Ääriolosuhteet Kasvihuoneiden sisäolosuhteet ovat erittäin ankarat kaikille teknisille laitteille. Järjestelmän osien tulee siis olla erityisen tukevia. Suhteellinen kosteus voi olla yli 90% ja jotkut laitteiston osat voidaan joutua sijoittamaan veden alle. Kosteuden ja lämpötilan lisäksi kasviravinnekemikaalit ja torjunta-aineet vaikeuttavat olosuhteita. Lisäksi eräät viljelyssä käytettävät koneet voivat mekaanisesti vahingoittaa laitteistoja. Modernit kasvihuoneet voivat olla erittäin suuria, niin että sensorien ja muiden laitteiden etäisyys prosessoriyksiköistä voi olla satoja metrejä. Keväisin voi istutuksessa olla miljoonaa kasvintainta, niin että toimiva järjestelmä joutuu turvaamaan myös suuria taloudellisia arvoja. Luotettavuus on ratkaiseva tekijä Maanviljelijät eivät ole ainoita kasvihuoneiden käyttäjiä. Kasvitieteelliset puutarhat tarvitsevat kokeisiinsa ja tutkimuksiinsa mahdollisimman luonnonmukaisia oloja. Virheelliset olosuhteet voivat jopa aiheuttaa harvinaisten lajien katoamisia. Siksi säätöjärjestelmien tulee pystyä kestämään erilaisia lämpötiloja, kosteutta, kemikaaleja ja koneiden aiheuttamaa mekaanista rasitusta ja samaan aikaan toimimaan äärimmäisen luotettavasti. hartingin ratkaisut IP-67-standardin mukaisella suojauksella ovat ihanteelliset uudenaikaisiin kasvihuoneisiin. Nämä infrastruktuurituotteet varustettuna teolliseen käyttöön tarkoitetuilla Ethernet-sovelluksilla toimivat erittäin luotettavasti edellä kuvatuissa vaikeissakin olosuhteissa. Hallitut (mcon) ja hallitsemattomat (econ)-kytkimet ovat ihannekomponentteja tehokkaasti hajautettuihin järjestelmäarkkitehtuureihin. Yhtä kaapelia voidaan käyttää sekä tiedonvälittäjänä että virtajohtimena järjestelmän eri osille. Teollisuusnormien mukaiset johtimet ja liittimet mahdollistavat joustavan suunnittelun ja helpon huollon sekä ylläpidon. Käytettäessä hartingin ratkaisuja kasvihuoneissa voidaan olla varmoja investoinnin luotettavuudesta ja vakaudesta. Jakub Vinčálek President TENAX CZ s.r.o. Prag, Tschechische Republik Tomáš Ledvina harting Technologiegruppe Product Manager 1 9

20 t e c. N e w s 1 5 : M a a i l m a n l a a j u i n e n y h t e i s t y ö Andreas Huhmann Automaatio-IT toteutuu Integroidun, avoimen Ethernetin toiminta ja asennus hartingin teknologiaryhmä (Technology Group) toteuttaa visiota avoimesta, integroidusta Ethernetistä, joka ulottuu toimistosta valmistukseen. Tämä toteutuu automaatio-it:n muodossa. Automaatio-IT on kokonaan riippuvainen yhdenmukaisista Ethernet-standardeista, tässä tapauksessa IEEE 802.3:sta. Yhdentyminen etenee ja toimii verkkosovelluksien ja -laitteiden, kuten kytkimien, hallintaohjelmistojen, turva- ja liitäntäratkaisujen käyttöönotolla, jotka kaikki voidaan ottaa käyttöön sovelluksissa ulottuen toimistosta tehtaaseen. Tämä visio toteutuu pian: Tulevaisuudessa automaatio-it helpottuu yleismaailmallisella Ethernetillä, joka yksinkertaistaa ja nopeuttaa prosesseja, luo läpinäkyvyyttä ja vähentää kustannuksia. 2 0 harting tec.news 15 (2007)