EtherNet/IP での統合モーション使用時の 設計および実装ガイド

EtherNet/IP での統合モーション使用時の
設計および実装ガイド
概要
ネットワーク接続されたマシン、機器、ライン、工場の利点はよく知られていますが、ネットワーキングの持つ特質のために複雑な状況が作り
出されることがあります。
モーションコントロールを行なうにはネットワークにリアルタイムの同期が必要になりますが、マシンごとに QoS（サービス品質）と CIP Sync
を備えた管理型スイッチが常に必要なわけではありません。ただし、複数のオートメーションセルまたはマシンをリンクする場合は、QoS と
CIP Sync を備えた管理型スイッチを使用する必要があります。
本ガイドの目的は、アプリケーションのニーズと各種ネットワークコンポーネントとのバランスを取る際の指針となることです。*
ガイドライン
リアルタイムのアプリケーションを EtherNet/IP のような
非定時的ネットワークを介して実現する方法
• タイムセンシティブなデバイスはそれぞれ、ナノ秒レベルまで
正確な独自の内部クロックを備えています。
• このクロックはネットワークを介して、1 秒に 1 回、マスタクロッ
クに同期して調整されます。
• こ の 更 新 メ カ ニ ズ ム は CIP Sync と 呼 ば れ、時 刻 同 期 の
IEEE 1588-2008 規格の一部です。
• CIP Sync はネットワークのリアルタイムの待ち時間をなくし、
デバイスがマスタクロックの変化を乗り切ることができるように
設計されています。
標準 EtherNet/IP を介してモーションコントロールを実現する方法
• サーボドライブのクロックは、CIP Sync を使用してマスタクロックに
調整されます。
• 情報パケットは必要になるよりも前に各ドライブに送信され、ドライブ
はそれを受取って必要なときに実行することができます。
– このようなパケットを、軸の主要な位置およびタイムスタンプ座標
を表す、場所と時間が記された「会議開催通知」と考えます。
– この情報はネットワークの負荷が原因でランダムな時間にドライブ
に受信されますが、前もって送信されるので、軸は正確な時間に
座標化された位置に到達します。
• ドライブはさらにこれらのポイント間の位置を補間して、円滑化を確
実にします。
* 詳細なガイドラインは、以下の『 Converged Plantwide EtherNet/IP（CPwE）Design and Implementation Guide（集中型プラントワイド EtherNet/IP（CPwE）の設計と実装
ガイド）』の第 8 章と第 9 章を参照してください。
http://literature.rockwellautomation.com/idc/groups/literature/documents/td/enet-td001_-en-p.pdf
ガイドライン（続き）
タイムセンシティブなデバイスの同期が外れてモーション精度に影響が出る原因
このような混乱を最小限に抑えてリスクを緩和する方法
• CIP Sync メッセージの正確な配信を妨害するトラフィックには以下のものがあります。
– 正しく優先順位が付けられていない予想外のネットワークトラフィック
• コスト的に可能な場合は、QoS および CIP Sync を備えた管理型スイッチを使用します。
• スイッチを内蔵したタイムセンシティブなデバイスを直接、コントローラに接続します。
– 正しく優先順位が付けられていないブロードキャストトラフィック
• 製造セル内で使用されているすべての非管理型スイッチがより大規模なネットワークに接続されて
– 非管理型スイッチを使用して作成されたループ（システムに障害が発生して生産が停止する恐れ
いる場合、管理型スイッチで保護します。
がある。）
参照アーキテクチャ
レベル 4 & 5 – データセンター
エンタープライズゾーン
企業全体の
ビジネスシステム
リモート・プロセス・スキッド
スタンドアロン / 分散型
施設間
接続
レベル 3.5 – IDM
HART、Foundation
Fieldbus、Profibus PA
レベル 3 – 施設運用
業務ゾーン
工場全体
施設全体
運用システム
Module
Status
Network
Activity
Network
Status
Point Bus
Status
1734-AENT
System
Power
Field
Power
物理サーバまたは仮想サーバ
• プロセス・オートメーション・システム
• FactoryTalkアプリケーションサーバ&サービスプラットフォーム
• ネットワークサービス – 例: DNS、AD、DHCP、AAA
• リモート・アクセス・サーバ（RAS）
レベル 0-2
セル / エリアゾーン
• Call Manager
• ディスクアレイ
電気配電システム
プロセス・オートメーション・システム
セクション 1
ローカル・プロセス・スキッド
スタンドアロン / 分散型
EtherNet/IP™
FORCE
EtherNet/IP™
EtherNet/IP™
セクション 2
セクション N
EtherNet/IP™
FORCE
HART、Foundation
Fieldbus、Profibus PA
Module
Status
Network
Activity
Network
Status
Point Bus
Status
1734-AENT
System
Power
Field
Power
EtherNet/IP™
EtherNet/IP™
FORCE
パワー制御室
MCC セクション
HART、Foundation
Fieldbus、Profibus PA
CIP/MMS
ゲートウェイ
IEC 61850
MMS
レポート
スイッチギア、サブステーション
E-House、Co-Gen
設計のガイドライン
内蔵 EtherNet/IP スイッチを備えたデバイスの
一般的ガイドライン：
• 可能な場合は、干渉スイッチを使用せずに直接、コントローラに
接続します。
• CIP Sync を備えていないスイッチはすべて、内蔵スイッチ製品
の列の最後に配置します。
• コントローラとタイムセンシティブなデバイスの間に使用する場
合、CIP Sync を備えたスイッチを使用します。
• それ以外のタイプのすべてのトラフィックは、赤い矢印のポイン
任意の
スイッチ
Stratix
5700 フル、
CIP 同期付き
トまたはスイッチに接続します。
シングルポート EtherNet/IP 製品の一般的なガイドライン：
• スタンドアロンマシン用の Stratix 2000™
• ネットワークマシン用の Stratix 5700™（QoS および CIP Sync を装備）
Drives
and Motion
Accelerator
Toolkit
Complete
Design Tools
Publication IASIMP-SP017B-EN-C, May 2012
Copyright ©2012 Rockwell Automation, Inc.
All Rights Reserved. Printed in USA.
単独スイッチ ;
カスケード
なし
Stratix
2000
ドライブおよびモーションのアクセラレータツールキット
Integrated Architecture® Builder
コンポーネントの選択から図面の作成、コードの作成、HMI 画面のレイアウト、
マシンの起動 - さらにはトラブルシューティングにいたるまでの設計作業のあ
らゆる局面を支援するためのツールが、DMAT から提供されています。
IAB を使用して、Logix ベースのオートメーションシステムの構成、
ハードウェアの選択、コントローラ、I/O、ネットワーク、ドライブ、
ケーブル、配線、モーションコントロール、およびその他のデバイ
スを含めたアプリケーション用の部品表を作成してください。
地域の販売代理店
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製品およびテクノロジ
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ロックウェル・オートメーション（NYSE：ROK）は世界最大の産業オートメーション専門企業であり、お客様の生産性を高め、地球に優しい技術を提供します。世界中で、
当社の Allen-Bradley® および Rockwell Software® の製品ブランドは、その革新性と優秀性を認められています。
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Publication ENET-WP035A-JA-P – April 2015
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