日本プロフィバス協会

世界で最も使用されているフィールドバスPROFIBUS
産業用Ethernetの標準PROFINET

PROFIBUSとは

この仕様は1989年にまとまり、ドイツでPROFIBUS普及のための組織・PNOが発足しました。アメリカのリサーチ会社によれば、PROFIBUSは現在世界中で最も普及しているフィールドバスといわれています。
PROFIBUSには、その仕様目的に応じて最適な使い分けができるように、ファクトリー・オートメーション用としてPROFIBUS DP、プロセス・オートメーション用としてPROFIBUS PAの2種類のバスでファミリーを構成しています。

PROFINETとは

産業用Ethernetは、工場現場で使用するため、製造システムの厳しい要求に対応できる仕様を備えたEthernet仕様になっています。
PROFINETでは特に
(1) リアルタイム性の確保
(2) 信頼性の向上
(3) 既設フィールドバスとの継続性
(4) ITと制御通信の共存
が考慮されています。

産業用ネットワークとは

産業用ネットワークとは、工場などで稼動している現場機器(測定器、操作器)とコントローラ間の信号のやり取りをデジタル通信を用いて行う規格です。従来のアナログ信号での信号伝送に比べて、多くのメリットが期待されています。
工場内ではさまざまな機器が稼動していますので、できるだけたくさんの機器を接続できるオープンなネットワーク規格が望まれます。また、産業用ネットワークはコントロールの最前線にある現場機器との信号伝送に使われますので、速いスピード、信頼性、容易なエンジニアリングなどの機能が必須となります。

PROFINET OVER TSN

PIはTSN(Time Sensitive Networking)の機能を統合したPROFINET仕様書V2.4を発行していますが、より成功した市場へのリリースの為、更なるモジュール実装の検討と作業を継続しています。
TSNは将来のオートメーションでの通信プラットフォーム。 その理由は?

omlox

製造現場、物流拠点で多く採用されているワイヤレスデバイス、無人搬送システム、ドローン、、それぞれが異なる通信技術で制御、監視されています。 omloxは異なるワイヤレス通信を共通のインターフェースに統合し同じ座標軸上で追跡、位置特定を実現するオープンなスタンダードです。PIが推進する新技術です。

PROFINET over APL

プロセスオートメーションにイーサーネットを導入できないか? PIは他ネットワーク団体様、主要なプロセスオートメーションデバイスベンダー様と Ethernet-APLプロジェクトに参加してきました。IEEE802.3cg,シングルペアイーサーネットで1000mのケーブル長に対応するAdvanced Physical Layer(APL)を仕様化 しました。このAPLをベースにPROFINET通信を統合(実装)しプロセスオートメーションへのPROFINET通信の導入を可能にしました。PROFINETはプロセスオートメーション にも使用できます。

Vertical Communication, OPC UAとPROFINETのコンパニオンスペック

OPC UAは標準イーサーネット上にユーザー指向のオブジェクトモデルで接続デバイス情報、ネットワーク情報を上位クラウドレベルに伝達するオープンな技術です。 PROFINETも標準イーサーネットベースのオープンな技術で既に3000万台以上のデバイスが世界中の製造現場で可動しています。 OPC協議会とPIはWGを発足しPROFINETデバイスのデバイス情報、ネットワーク情報をOPC UAオブジェクトモデルで定義するコンパニオンスペックをリリースしました。 インダストリー4.0で要求される製造現場のデバイス情報の見える化と上位レベルへの伝達を可能にします。DXの実現に貢献します。

OPC UA Safety

OPC UAは標準イーサーネット上にユーザー指向のオブジェクトモデルで接続デバイス情報、ネットワーク情報を上位クラウドレベルに伝達するオープンな技術です。 PROFINETも標準イーサーネットベースのオープンな技術で既に3000万台以上のデバイスが世界中の製造現場で可動しています。 OPC協議会とPIはWGを発足しPROFINETデバイスのデバイス情報、ネットワーク情報をOPC UAオブジェクトモデルで定義するコンパニオンスペックをリリースしました。 インダストリー4.0で要求される製造現場のデバイス情報の見える化と上位レベルへの伝達を可能にします。DXの実現に貢献します。

PROFINET & ロボットインターフェース

製造現場で稼働するロボットは今後も増えてゆきます。ロボットの導入は製造現場の自動化に大きく貢献します。しかしロボットプログラムはロボットベンダ毎に異なり異なるベンダーのロボットの統合には ロボットプログラミングとPLCプログラムに精通したエンジニアの大変な作業となっています。例えばPLC側にベンダーを超えた共通のインターフェースとロボットへのコマンドが定義され、ロボット側にも コマンドの共通インターフェースがあれば共通コマンドでプログラミングができます。これらコマンドを実績豊富なPROFINETをキャリアとすることにより製造現場のロボット導入を促進できる技術です。

PROFINET & セキュリティ

PROFINET Security-簡単で余裕のあるセキュリティコンセプト。最初のPROFINETの仕様書と並行してPIは包括的なセキュリティコンセプトを発行しました。コンセプトはセキュリティの詳細と適用について 記載されています。現在は新たな要求項目が追加されています。工場ネットワークと設置デバイスの保護をシンプルにするだけでは不十分です。採用される保護メカニズムとコンセプトは稼働中の製造ラインを 中断させない為のものです。更に保護コンセプトは実装が簡単で余裕のあるものでなければなりません。標準イーサーネットベースのPPROFINETはセキュリティについても様々な対策をガイドラインをベースに紹介します。

PROFINET IOコミュニケーション

PIは10年間に渡り信頼と高性能が証明されたIO通信技術を提供しています。PIのIO通信技術はアプリケーション固有のタスク、IO-Linkの完全な統合、包括的な診断機能等、広範囲をカバーします。PIのIO通信技術は産業分野で要求されるリアルタイム性と必要なデータ量を適格に転送できるパワフルな技術です。
デバイス固有機能を標準化する各プロファイル、優れた診断機能、デバイス管理機能、モーション同期制御対応、冗長化、IO-Link統合、、更には他標準団体との連携技術等、
対応する多くの拡張機能の概略も紹介します。

新たなマシーン向けエッジコンセプト

PROFINETは革新的なエッジコンセプトの基礎になります。従来のコントロールシステムに理想的なデバイス、アプリケーションを追加する要求が増えています。これら要求を従来のシステムに統合することは簡単ではありません。90%のデータは使用されていません。システム、技術が複雑過ぎること、またはデータ利用が現実的ではないことが理由ですが、セキュリティへの不安もあげられます。測定値等が認識できることが求められています。エネルギー消費値、長期診断による値の活用が昨今の要求、傾向です。
PROFINETテクノロジーは、このようなエッジデバイスをサポートします。現場デバイスからエッジデバイスに規定されたプロトコルが要求されれば、PROFINETはその要求に
対応できます。

情報モデル

装置、設備の管理、状態監視の重要さ、要求が増加しています。装置、設備の多くのデバイスの診断情報、状態データをクラウドに送信し管理できると便利です。
PROFINETには既にI&M機能があり、PROFINETデバイスはデバイスデータを送信できます。またPIはPROFIsafe、PROFIdrive等のモジュール化にも対応しています。、傾向です。
しかし全てのデバイスがPROFINETに対応しているわけではありません。また更なるモジュール化の為にPIはOPC情報モデルにPROFINETデバイスをマッピングしたコンパニオン仕様書を
リリースしています。OPC情報モデルの活用によりセンサーレベルのデバイス情報もクラウドに上げることが効果的にできます。

5G

モバイル等、従来の産業向けワイヤレスの他、リモートアクセスやダイナミックセンサー技術等、5Gは産業アプリケーションに新たなタイプのドアをオープンにします。 先進的なセキュリティと組合わせる"スライシング"は同じ物理的ネットワークで複数のネットワークレイヤ(ERP, MES, DCS)のホストになれます。 増大する帯域幅と接続デバイスが現場のIoTの拡張を実現します。複雑なコンピューティングもセントラルコンピューティングから分散されたエッジコンピューティングに 移行しています。しかし全ての産業用途に対応できたいないので対応デバイスの開発は進んでいません。また5G対応デバイスの開発はコストもかかります。 それでも産業分野の進展は速いのでデバイスと技術が短期間で待機状態にもなります。PIは既に5G対応を進めています。初回パイロットアプリケーションも発表しています。

SPE

シングルペアイーサーネットはシングルペアで10Mpbpsから10Gbpsのデータ転送に対応できます。シングルペアなのでケーブル配線スペース、コネクタの小型化も実現します。 特に車載ネットワーク用のECUでの用途を考慮されていますがそのシンプルなデザインは多くの用途に適用できます。SPEは産業用オートメーション、ビルディングネットワーク、 IOTでの対応デバイス、センサー、アクチュエータを十分な帯域を確保しつつフィールドレベルで低コストでのオペレーションを実現します。 シングルペアイーサーネットはPIテクノロジーの"Big Picture"にフィットします。変化する製造現場のオートメーションの改善と補足に貢献します。

住所

〒141-0022
東京都品川区東五反田3-1-6
ウエストワールドビル4F
TEL:03-6450-3739