メールニュース　リスト

EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEI
■PROFINET Communityスタック採用事例■
EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEI

"Achieving PROFINET Certification with the Community Stack"
PROFINET Communityスタックでの認証取得!!

PI Communityスタックを実装したAccretech SBS社
ソフトウエアエンジニア David Booth氏へのインタービューをベースにしています。

■背景、ビジネス



□Accretech SBS社

Accretech SBS社は主にグライディングマシーン用の精密なプロセスコントロール
を行うデバイスを開発しています。音響放出センサー、オートマチックバランス
ソリューションを含むデバイスポートフォリオを持ちます。これらデバイスは
精密でタイムクリティカルな信号処理が要求されます。
これらデバイスはワークを非接触で検出する用途やバランスオートメーション
でのホイールのグランディングのようなクリティカルな用途で使用されます。



□プロジェクトの諸段階
今回はAccretech SBS社の次世代デバイスプラットフォームの為の戦略でした。
5500シリーズはOPC UAによるセントラル通信で運用し
将来はPROFINETにも対応することでした。使用されるCNCもシンプル、
タイムクリティカル、GPIOタイプのオペレーション対応が要求されました。
PROFINETで要求への対応が可能であることが明確になりました。
これらの要求項目は多くのユーザーからも将来出てくることが考えられました。
ユーザーからの多くのクリティカルな要求への対応にPROFINETの実装が
必要と考えました。開発に制限が無いコードベースのフルコントロールを
提案しました。ユーザーの固有項目への対応と既存設備からのコストの維持、
効率性、無制限なライセンス等も要求されました。PROFINETは
最小限の外部サポートと柔軟なアーキテクチャが保証されています。

□システムアーキテクチャ
Accretech SBS社は5500シリーズに
Raspberry Pi Compute Module 4 (CM4) System-on-Module (SOM)
をハードウエアプラットフォームとして選択しました。
このプラットフォームはLinuxベースで堅牢で且、サポートもしやすいので
スタンダードなネットワークにも適合します。
PROFINET Communityスタック V1.0はRaspberry Pi 4 Linuxへの実装リファレンス
をリリースしています。開発初期の開発時間を大幅に削減できます。



□ソリューションの選択段階
Accretech SBS社の開発チームは購入可能な様々なPROFINETスタックを評価しました。
PROFINET Communityスタックが複数の決定的な理由で採用されました。
PROFINET Communityスタックはスタックを内部コントロールで機能させます。
エンジニアリングチームのゴール如何で柔軟に使用できます。
内部コントロールの方式はAccretech SBS社での開発チーム(USA, 日本)との
コラボレーションも容易にしました。複雑さを軽減しました。

■実装
□フェーズ1: 初期段階(1週間)
PROFINET CommunityスタックとRaspberry Piは初期の開発作業時間を短縮し
その後の開発チームのマイルストーンを構築できました。
AR (Application Relationship)の確立に成功、ベーシックな信号読込と
デバイスコントロールを確認、プルーフコンセプトも完成しました。

□フェーズ2: 認証準備(1-2カ月)
PROFINET Automated Real-Time Tester (ART)で検証期間中に開発チームは
最初の問題に直面しました。テストFail“wall of red.”が確認されました。
解決する為にLinuxアダプテーションレイヤのデバッグと広範囲の修正が要求
されました。Failの殆どはエッジに関する振舞い、
I&M (Identification and Maintenance) レコードの読込み、
そしてLinuxのネットワーキングに関する固有の事象でした。

□フェーズ3: 先進的な特長とテスト(3カ月)
最期の実装フェーズは特性の組込とパフォーマンスの最適化にフォーカス
されました。開発チームは非同期レコード処理等を組込むことができました。
開発チームは1つのCPUへのPingができるコアを実装しシステムを精査しました。
PROFINET通信とPREEMPT RT(リアルタイムプロセススケジューラーへの
スイッチング)のパフォーマンスを検証しました。

□テストと認証プロセス
PROFI Interface Centerにより提供されるPre-testサービスを利用しました。
Pre-testはJohnson市のPI テストラボで実施しました。
最終認証テスト前に問題点を確認、解消する為に利用しました。

最終テストにパスしました。テストデバイスはConformance Class-A、
Netload Class3の認証を取得しました。全テスト項目にPassしました。

□アーキテクチャのメリットと実績の分析
開発チームはデバイスプログラムにPROFINET通信を分けることで堅牢なデザインを
構築しました。(PROFINET Communityスタックは32ビットアーキテクチャが必要です。)
IPC(inter-process communikation)を使用するAccretech SBS社アプリケーションと
通信できました。PROFINETネットワーキングレイヤとアプリケーションロジックが
明確に分離されています。アプリケーションコードが変更されても
ネットワーキングレイヤへの影響は皆無です。
更にこのような独立したプロセスはパフォーマンスを大きく向上させます。
コアpinningプロセスもシンプルになります。

□結論
Accretech SBS社のPROFINET Communityスタックを使用したPROFINETの実装の成功は
コミュニティがサポートするソリューションは拡張してゆくPROFINET ecosystem
へのベーシックな要求事項を満たしているデモになります。

◇PROFINET Communityスタックは機能拡張にも利用できますか?
ClassのUPや異なるアーキテクチャでも利用できますか?

YES, PROFINET Communityスタックは全てのPROFINETの特長に対応します。

◇短い開発期間、リソースでのPROFINET実装を実現できますか?

NO, Accretech SBSの場合は最小の要求事項、シングルポートデバイス、
コンフォーマンスClass-Aでした。PROFINET CommunityスタックはPROFINET認証
の為のコスト効果があるソリューションと言えます。

□PI NEWS紹介ページ↓↓↓
PI NEWS




<><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><>
NPO法人　日本プロフィバス協会
〒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
電話：03-6450-3739
URL: www.profibus.jp
<><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><>