製造業でのPROFINETの使用

PROFINETを使用すると、統一規格（IEC 61158/61784）を用いて異なるメーカーの製品間でエンドツーエンドの通信を可能にするオープン規格に、マシンを利用することができます。

PROFINETは国際標準イーサネット（IEEE 802.3）およびIT世界の確立された規格に基づいており、TCP/IPを完全にサポートしています。つまり、パラメーター設定、構成、および診断データはTCP/IP経由で送信され、プロセスデータとアラームはリアルタイムチャンネルを使用して伝達されるのです。これは、1本のPROFINETケーブルによってリアルタイムで行われます。またPROFINETは、マシンをITネットワークまたはインターネットに接続するための費用効率の高い方法でもあり、リモートサービスの選択肢を提供します。さらに、PROFINETはイーサネットに100%基づいているため、標準イーサネットによる技術革新から自動的に恩恵を受けることができます。

メリットはまだあります。PROFINETを使用すると、産業用無線LAN（IWLAN）を用いてモバイルデバイスを自由に統合することもできます。

法律上の義務であっても賠償責任に関わる理由であっても、いずれにしてもマシンは機能安全への高まる要望を満たす必要があります。PROFINETは、フェールセーフ通信を保証するための特に効率的な方法です。つまり、プロセスデータと同じケーブルを用いて安全データが送信されるため、配線とメンテナンスのコストが大幅に軽減されます。特別なネットワークコンポーネントも不要です。フェールセーフ通信は、産業用無線LAN（IWLAN）を使用して達成することもできます。いずれの場合も、SIL3（Safety Integrity Level 3）品質の統合PROFIsafeプロトコルを使用して信号転送が確保されます。必要に応じて、マシンが必要な安全モード（Safe Torque Off（STO）やSafely Limited Speed（SLS）など）に自動的に切り替わります。これらのモードはすべてTÜV認証を取得しています。

シェアードデバイス機能も安全性をサポートしています。この機能を使用して、同じPROFINET I/Oデバイスへの標準制御アクセスとフェールセーフ制御アクセスの両方を許可できます。そうすれば、たとえば特定の安全性を重視しないアプリケーションにフェールセーフ機能を容易に統合できます。

生産能力と品質をさらに向上できます。ただしそれは、マシンがシステム内の他のユニットと完全に通信できる場合に限られます。さまざまな製造元の製品間の通信にとって最適なPROFINETを使用すれば、マシンを既存のネットワークインフラストラクチャーに容易に統合できます。

PROFINETを用いたエンドツーエンドのマシン通信では、柔軟に調整または拡張できるマシン向けのモジュラー構造を使用して新しい市場需要に迅速に対応することもできます。具体的には、I-Device機能を使用して、複数のローカルコントローラを上位レベルコントローラに割り当てることができます。これにより、ローカルレベルでのコントローラが複数の周辺デバイスと通信ができます。上位レベルコントローラが周辺モジュール（共有デバイス）を共有することもでき、さらには個々の入出力（共有I/O）への読み取りアクセス権を保有することさえできます。このようなエンドツーエンドの通信が確保されると、変更を実装するのに必要な手間と時間を節約できます。

可用性、ステータス、設備稼働率：マシンからのデータも製造計画に関連します。そのため、マシンをMESレベルに接続できることが、顧客に提案するための重要な論拠になります。PROFINETはMES関連データとプロセスデータの両方を利用可能にするため、MESシステムとERPシステムをサポートします、と顧客に言うことができます。また、PROFINETを既存のインフラストラクチャーに完全に統合できます。ゲートウェイなしでマシンをプラントのITネットワークとインターネットに接続できます。つまり、マシンデータを管理するためのクラウドソリューションへのアクセスに関する条件さえもマシンが満たすのです。

高速なコミッショニングにより、時間とコストを削減し、市場投入までの時間を短縮することができます。このような理由で、シーメンスは、無料のPCベースPRONETAソフトウェアツールを使用したマシン向けのPROFINETネットワークのコミッショニングを支援しています。

このツールはネットワークトポロジを自動的に読み込み、接続されているPROFINETデバイスをすべて表示します。これにより、PROFINETデバイスを素早く構成して、たとえばIPアドレスとデバイス名を適用することができます。次に、PROFINETネットワーク内のすべてのコンポーネントが正しく配線されているかどうかをPRONETA IOチェックを使用して適宜テストすることができます。このテストは、マシンが完全に組み立てられ制御システムがインストールされる前であっても可能です。

PROFINETは、高生産率と高い製品品質の両方を達成する必要があるマシンにとって理想的な基盤を作り出します。PROFINETを使用すると、すべてのプロセスで、高速処理手順、再現可能な時間パラメーター、および最大精度を確保できます（マシン向けのローカルオートメーションを使用した場合でも）。PROFINETでは、これを実現するために、モーションコントロールアプリケーション向けのIRTテクノロジ（リアルタイム機能）を使用するだけでなく、ジッター精度が1 μs未満のサイクルシンクロニシティも使用します。PROFINETネットワークでは、タイムベースのI/Oアセンブリの使用も可能です。これで、追加の時間情報に基づいてマイクロ秒以内に現在値を記録したり、アクションを開始したりすることができます。これにより、コントローラの能力とは無関係に、最大マシン速度で製造プロセスにおける絶対的な精度が確保されます。 PROFINETを使用すると、測定データを非常に速く取得できるマシンを製造できます。これを可能にするのは、革新的なオーバーサンプリングテクノロジ、高いデータレート、そして効率的な転送プロトコルです。

競争とコストの圧力に対処するには、最大限の可用性を備える高性能マシンが必要です。PROFINETを使用すると、追加の冗長ハードウェアがなくてもマシン可用性を高めることができます。メディアリダンダンシープロトコル（MRP）により、リングトポロジの形式の冗長化PROFINET通信が可能になります。両方で、外部ネットワークコンポーネントを使用し、統合されたPROFINETインターフェースを直接経由します。この方法では、個々のコンポーネントを巻き込む故障の影響を通信が受けることはありません。また、ネットワーク故障が発生した場合のトラブルシューティングが大幅に迅速化されるため、故障を早く修正できます。

価格圧力とますます厳しくなる環境/エネルギー規制を背景として、マシンの性能は、エネルギー効率の観点においてもしっかりとした論拠を示せるようなレベルでなければなりません。PROFINETがここで重要な貢献を果たします。休憩中、週末、またはバッチの準備中にPROFIenergyを使用してマシンの電源を中央からオフに切り替えることができます（一時的に必要でない他の電気製品と一緒に）。これはエネルギー消費量の削減に役立ち、マシンを支持する有力な論拠をもたらします。

マシンの高可用性が顧客満足にとって極めて重要です。PROFINETを使用すると、マシンの最新ステータスを常に把握し、重大な損傷が発生する前に対策を講じることができます。PROFINETネットワークをインターネットに接続できるため、インターネット経由でSIMATIC TeleServiceソフトウェアを使用して、SCALANCE Mルーターによりマシンにアクセスし、イーサネットベースの機構（TCP/IP、UMTSなど）経由の世界規模の診断サービスを現場レベルまで保証することができます。

また、TIAポータルでエンドツーエンドのシステム診断によってPROFINETネットワークからの診断データとメッセージを調べることもできます。PROFINETデバイスを交換するために、エンジニアリングツールは不要です。関連するI/Oコントローラがトポロジ情報を使用して交換デバイスを認識し、正しい名前とアドレスを交換デバイスに自動的に割り当てます。これにより、デバイス交換プロセスが迅速化され、マシンのダウンタイムが短縮されます。ネットワーク品質は適正ですか?計画されたサイクルが守られていますか?このような質問には、Bus Analyzer Agentを使用してリアルタイムでオンライン分析を実行することで容易に答えることができます。