Ethernet/IPについての第8話です。今回はCIP Safetyについて話します。
通信ネットワークは、今日のオートメーション・システムの姿を次のように変えてきて、処理、センサ、アクチュエータを必要な場所に分散させるようになりました。Safetyはどうでしょうか?Ethere/IPはCIPセーフティ™が提供され、安全システムにも同様のメリットを提供します。
CIP Safety?
CIP Safetyは、業界標準のCIP™ベースサービスを拡張し、EtherNet/IP™などのCIPベースのネットワークのデータで転送するCIP Safety独自のサービスを追加することだと考えるのはわかりやすいでしょう。
それでは、実際CIP Safetyを深く説明する前に、CIPのことをもう一度振り返ってみましょう。The Common Industrial Protocol(CIP)は、異なるネットワークを共通のプロトコルで使用できるように設計されています。メディアやデータリンクに依存しないように設計されているため、他のネットワークへの拡張が可能で、イーサネットの成長に合わせて拡張することができます。
CIP Safetyはどうでしょう?CIP SafetyはCIPの標準機能を拡張したもので、TÜV Rheinlandの認証されています。安全アプリケーション層の拡張は、基盤となる標準 CIP サービスとデータリンク層の整合性に依存しないため、データリンク通信インターフェイスにシングルチャネル(非冗長)ハードウェアを使用できます。
このように機能を分割することで、下図のように、基礎となる安全データが変更されない限り、標準的なルータを使用して安全データをネットワーク間でルーティングすることができます。
また、このようなコンセプトは複雑なネットワークや異なるLayerのネットワークにも流用できます。 安全メッセージのルーティングができるのは、End Devicesがデータの完全性を確認する責任を持つからです。データの送信中または中間ルータでエラーが発生した場合、End-Devicesが障害を検出し、適切なアクションを実行できるようになります。
さらにCIP SafetyはUnicastとMulticast安全接続を提供します。
How to Implement Safety?
CIP Safety Application Layerには、 safety validator objectが追加されます。
safety validator objectは CIP Safety Connectionの管理を担当し、下図のように、安全 Application ObjectとLink Layer Connection間のInterfaceになっています。safety validator objectは安全データ転送の完全性Checkを行います。
Safety client validator のInstanceを利用し安全データの生成・Timeメッセージの調整などを行います。注意するのはSP(Safety Producer)=安全データを生成する側を示しています。
Clientは、データを送信するためにlink data Producerを使用します。
また、時間調整メッセージを受信するためにLink data Consumerを使用します。
Consuming safety applicationはSafety Validator Serverを利用しデータをCheckします。
そのServerは時間の調整メッセージをSafety Validator Server経由で転送します。