Kakediagrammet viser markedsandeler for forskjellige industrielle nettverksstandarder på verdensbasis. Ethernet vokser med 17 prosent hvert år, og vil bli den dominerende standarden om få år.
Kakediagrammet viser markedsandeler for forskjellige industrielle nettverksstandarder på verdensbasis. Ethernet vokser med 17 prosent hvert år, og vil bli den dominerende standarden om få år. (Bilde: Heidi Bredesen)

Ethernet og trådløst er nettverksvinnere

I jungelen av nettverksløsninger vil Ethernet og trådløst vinne og proprietære standarder vil forsvinne. Det betyr ikke at dagens dominerende løsninger forsvinner over natten, men at det blir en glidende overgang. Det er konklusjonen til Kai Atle Myrvang fra AD Elektronikk.

Forskjellige industrier har forskjellige behov

1. Vareproduserende industri

  • Raske responstider, kun milli-/mikrosekunders forsinkelse er akseptert.
  • Rask overføring av sykliske I/O data.
  • Bevegelige deler med servoer.
  • Sikkerhet, spesielt for personell.

2. Prosessindustri

  • Kontinuerlig drift 24/7, det er svært kostbart om prosessen stanser.
  • Parameterisering av noder over nettverk, asyklisk kommunikas­jon.
  • Kontrollsøyfer med PID-kontroll (PID: proportional integral derivative­).
  • Langsomme prosesser, lengre overføringstider er akseptert.
  • Eksplosjonsfare, spesielle sikkerhets­behov.
  • Selvdrevne noder for å unngå ekstra kabling.

3. Fjernstyring

  • Kommunikasjon over store avstander­, internett.
  • Skybaserte servertjenester.
  • Flere kommunikasjonsmedier, bruk av kompleks infrastruktur.
  • Administrerer flere lokaliteter fra ett sted.
  • Sikkerhet vha. kryptering.

4. Byggautomasjon

  • Lave kostnader per node.
  • Enkel bruk, rask montering og oppsett.
  • Protokoller som er applikasjonsorientert­.
  • Leverandører må tilby nøkkelferdig­e løsninger.

5. Kraft/energidistribusjon

  • Protokoller som er applikasjonsorienter­t.
  • Hastighet kan være viktig.
  • Applikasjonssikkerhet.
  • Smart net.

Geografisk fordeling

Nord-Amerika:

  • Ethernet/IP
  • DeviceNet
  • ControlNet
  • Modbus RTU & TCP
  • Fieldbus Foundation
  • DNP3

Europa:

  • Profibus
  • CANopen
  • Profinet-IO
  • Ethernet/IP
  • EtherCAT
  • Interbus
  • IEC61850

Øst-Asia:

  • CC-Link
  • DeviceNet
  • Proprietære protokolle­r
  • FL-Net
  • Modbus RTU & TCP
  • Ethernet/IP

Den første databuss ble skapt da Samuel Finley Breese Morse tok patent på elektrisk telegrafi 28. september 1837. Men virkelig i sentrum for oppmerksomheten kom busløsninger først på 80- og 90-tallet da redusert kabling og innføring av rekkeklemmer var hete temaer, spesielt innen automatisering.

Det var på NFAs todagers konferanse om Feltbus og nettverkskommunikasjon Kai Atle Myrvang valgte å starte med en historisk oversikt.

Alle eggene i én kurv

Han mener at pengesekken i dag ligger i en toveis dataoverføring med høy hastighet som gir mulighet for god sporbarhet i produksjonen. Det åpner også for tilstandsbasert vedlikehold som bidrar til å redusere vedlikeholdsstans og gir høy utnyttelse av maskinparken.

– Men, advarte Myrvang, vi legger alle eggene i én kurv. Hvis busskabelen ryker mister vi all kommunikasjon. Det er det mange som overser og flere sørger ikke for redundant kabling eller å ha en plan for rask gjenoppretting av kommunikasjonen ved feil.

Han brukte transport av personer og gods mellom Oslo og Bergen som eksempel.

– Tenk deg at all kommunikasjon mellom de to byene går med tog. Dersom Bergensbanen stopper så er all kommunikasjon brutt. Slik er det i altfor mange bussløsninger. I prosessindustrien er det en god del redundante systemer, men ellers er det altfor mange som baserer seg på én enkelt kabel.

Telegraflinjen mellom Baltimore og Washington, åpnet i 1844, var verdens første databuss. Denne telegrafnøkkelen er en versjon som er laget av Samuel Morse i samarbeid med Alfred Vail, og er en forbedret utgave av den første versjonen. Den ble brukt på linjen Baltimore–Washington. The National Museum of American History
For dem som drømmer om standardisering og et lite knippe muligheter for industriell kommunikasjon helte han kaldt vann i blodet. Selv om det på 90-tallet var mye snakk om én industriell standard var det sent på 90-tallet åtte fullstendig inkompatible løsninger. Selv de brukerne man skulle forvente har en oversikt, mangler ofte denne, også i dag.

– Vi får ofte spørsmål fra kunder som vil ha koblet Ethernet, så viser det seg at de ikke aner hvilke protokoller som er brukt i egen bedrift. Det finnes ikke en eneste singel standard for industriell kommunikasjon som løser alle behov.

Les: Bygg prosjekteres med løsninger fra 80-tallet

Proprietære tillegg

Myrvang forklarte det blant annet ved at forskjellige industrigrener har forskjellige behov. Se faktaboksen «Forskjellige industrier har forskjellige behov». Men det er også geografiske skiller der Nord-Amerika, Europa og Øst-Asia er de viktigste områdene. Store aktører påvirker markedet gjennom sine valg av løsninger. I Europa er det tunge aktører som Siemens, ABB og Schneider Electric som har størst påvirkning. I Amerika leder selskaper som Rockwell Automation og Emerson an, mens Mitsubishi Electric, Omron og Yokogawa legger føringer i Øst-Asia. Dette leder til at gruppens foretrukne nettverk varierer, se faktaboksen «Geografisk fordeling».

Selv om det hevdes at mange av de mest brukte standardene er åpne er det ikke like enkelt i praksis.

– Markedsledere bruker kommunikasjonsteknologi til å binde kundene. Store selskaper legger gjerne på proprietære tillegg, og gjør så kunden oppmerksom på hvor mye mer de kan få ut av systemet om de benytter denne produsentens produkter og løsninger.

Les om: Trådløst i vinden

Kai Atle Myrvang, daglig leder i AD Elektronikk, ser at mange åpne standarder får proprietære tillegg som leverandørene bruker for å binde kunder. Joachim Seehusen

Ethernet og trådløs vinner

Myrvang startet kanskje sitt innlegg med å tegne et bilde av en automatiseringsverden full av ikke-kompatible standarder, men han ser lys i enden tunnelen.

– Proprietære løsninger er i ferd med å forsvinne. De som nå er på vei opp er Ethernet-baserte løsninger som EtherCAT, Profinet og Modbus/TCP. Profibus har sitt høydepunkt i disse dager. På den ene siden ser vi at antall kommunikasjonsløsninger bare blir flere og flere og situasjonen verre og verre. Men siden det blir mer og mer kommunikasjon mellom dingser, økt behov for overvåking og styring, må grenser viskes ut. Ethernet er i ferd med å bli den dominerende løsningen. Trådløst blir også viktigere for industriell bruk, men er ennå ikke fullt ut akseptert.