オープンセーフティ

openSAFETYは、製造ライン、プロセスプラント、または同様の産業環境で機械を安全に操作するために重要な情報を送信するために使用される通信プロトコルです。このような情報には、たとえば、工場の床で誰かまたは何かがライトカーテンを突破したときにトリガーされる警告信号などがあります。従来の安全ソリューションは、特別なリレーを介して機械と制御システムを接続する専用の通信回線に依存していますが、openSAFETY では、安全関連情報用に予約された追加のケーブルは必要ありません。これは、エンドデバイスと上位レベルのオートメーションシステム間の既存の産業用イーサネット接続 (主に定期的な監視と制御の目的で確立および使用される接続) を介して安全データを渡すことを可能にするバスベースのプロトコルです。単一または少数の特定の産業用イーサネット実装でのみ使用でき、他のシステムと互換性のない他のバスベースの安全プロトコルとは異なり、openSAFETY はさまざまな産業用イーサネットバリアントで動作します。

認証、承認、主要機能

openSAFETYはIEC 61508 ^[1]の認証を受けており、 SIL 3アプリケーションの要件を満たしています。このプロトコルは、世界24か国以上を代表する国家IEC委員会によって承認されており、 IEC 61784-3 FSCP 13で国際標準化のためにリリースされています。^[2]^[3]

openSAFETYは、ネットワーク上のノード間の直接通信（クロストラフィック）などの高速データ転送を可能にする機能と、タイムスタンプ、一意のデータパケット識別子などのデータの整合性と正確性を確保するために必要なさまざまな対策をサポートしています。^[4]特に注目すべき特徴の1つは、openSAFETYの安全データをイーサネットフレーム内にカプセル化することです。^[5]それぞれが他のサブフレームの同一の複製である2つのサブフレームが結合されて、完全な安全フレームが形成されます。各サブフレームは独自のチェックサムによって保護されており、実際には複数の安全対策と冗長レベルが提供され、安全データの歪みやその他の種類の障害が見逃されることはありません。^[6]

互換性とオープンソースライセンス

特定の産業用イーサネットプロトコルまたはバスシステムファミリを補完するために作成された、市場にある他のすべてのバスベースの安全ソリューションとは対照的に、openSAFETY は一般的な相互運用性のために設計されました。openSAFETY は Ethernet POWERLINK Standardization Group (EPSG) によって考案され、当初は同組織独自の産業用イーサネットバリアントであるPOWERLINKの安全コンパニオンとして開発されましたが、安全プロトコルはもはや POWERLINK に縛られていません。代わりに、PROFINET、SERCOS III、EtherNet/IP、Modbus-TCP、および POWERLINK など、さまざまな主要な産業用イーサネット実装で使用できます。^[7] 2010 年にインストールされた産業用イーサネットインストールベースの約 90% ^[8]とのこの幅広い互換性は、openSAFETY がネットワークの最上位 (アプリケーション) レイヤーでのみ動作し、安全データは、基盤となるバスシステムごとに異なる可能性のある特定のネットワーク特性に関係なくトラフィックできるため実現されています。このアプローチは、通信プロトコルエンジニアリングでは一般に「ブラックチャネル」動作として知られています。^[9]

2010年の概念実証プレゼンテーション

比較的遅れて登場した^[10] openSAFETYは、2009年に初めてリリースされました。これは、2007年に最初に発表された先行技術であるPOWERLINK Safetyに基づいています。openSAFETYは、2010年4月にドイツのハノーバーメッセ見本市でSERCOS III、Modbus TCP、EtherNet/IP、POWERLINK環境で実行される安全ソリューションの4つの異なる実装を紹介したプレゼンテーションで、広く注目を集めました。^[11]プロトコルの公開プレゼンテーションとオープンソースリリースは激しい議論を呼び、新しいソリューションに対する賛成と反対の両方の強い反応があり、業界紙で広く報道されました。^[12]

ハノーバーでのopenSAFETYの主要なプレゼンテーションに続いて、新しいソリューションの支持者は、他の業界イベントでも講演を行いました。たとえば、 2010年5月4〜5日にドイツのケルンで開催されたTÜV Rheinlandの第9回国際シンポジウムなどです。この産業用アプリケーションにおける機能安全に関する会議で講演したオーストリアのBernecker + Rainer Industrie-Elektronik Ges.mbH（B＆R）のStefan Schönegger氏は、openSAFETYの共同作成者であり主要な支持者であり、新しいプロトコルの主要な特徴を紹介しました。^[13]その後の集まりに関するレポートによると、プロトコルに関するプレゼンテーションと議論の焦点はすぐに特定の実装と適用性の問題に移りました。^[14]^[15]

参照

注釈と参考文献

^ IEC 61508は、電気/電子/プログラム可能な電子安全関連システムの機能安全をカバーしています。
^ IEC 61784-3 は、産業用通信ネットワーク - プロファイル - パート 3: 機能安全フィールドバスをカバーしています。
^ Hoske, Mark T. 「IEC がバスに依存しないプロトコル openSAFETY を承認」Control Engineering のWeb サイト。2010 年 8 月 11 日。
^ ビル・ライドン、「マルチベンダーイーサネットセーフティプロトコル - 崇高な目標」。Automationウェブサイト。2011 年 4 月。この記事では、このテクノロジの主な特徴について説明しています。ライドン氏は、「このコンセプトは単に興味深いアイデアかもしれませんが、openSAFETY グループはユーザーからの証言を多数公開しています」と述べ、さらにAlstom Power Automation & Controls やNestlé Corporate Engineering など、さまざまな企業の上級管理職からの評価を引用しています。
^ 標準イーサネットフレーム形式とデータカプセル化の原理の詳細については、IEEE 802.3-2008 標準のセクション 1 の第3 章「メディアアクセス制御 (MAC) フレームとパケットの仕様」を参照してください。
^ この簡単な説明を補足し、拡張するプロトコルの特徴と機能に関する詳細で最新の情報は、openSAFETY の公式 Web サイト (外部リンクのセクションを参照) で参照できます。
^ 「安全技術がすべての主要なイーサネットプロトコルをサポート」Industrial Engineering News 2011 年 3 月 (第 37 巻、第 3 号): 26。この記事では、SERCOS III、Modbus TCP、EtherNet/IP、POWERLINK などの他のバスシステムとのプロトコルの互換性が既に確立されているが、PROFINET システムで使用するための openSAFETY サポートが最近追加されたことが報告されています。
^ 「3 つのバリアントが産業用イーサネットを支配」。ControlDesign.com のWeb サイト。2010 年 4 月 29 日。この記事では、EtherNet/IP、PROFInet、Modbus TCP、POWERLINK の合計市場シェアが 91% であるとする IMS Research の調査を引用しています。
^ Verhappen, Ian. 「The Hidden Network」。ControlGlobal.comウェブサイト。2011 年 4 月 2 日。Verhappen は、この分野でこの用語が広く使用されていることと、この用語の正確な定義が欠如していることについて説明し、続いて「ブラックチャネル」の安全なデータ転送の実際の調査を行います。
^ PROFIsafe の場合、競合ソリューションの仕様は 1999 年に早くもリリースされました。
^ Presher, Al. 「新しい OpenSAFETY プロトコル」。Wayback Machine DesignNewsウェブサイトに 2011-04-24 にアーカイブ。2010 年 7 月 10 日。
^ 英語の定期刊行物はこれらの物議を醸す議論にそれほど焦点を当ててはいませんが、多くの業界関係者の反応は、ドイツの業界誌に掲載された特集記事やインタビューで詳しく記録されています。たとえば、open automatic (3/2010、p. 54-55)、Computer & Automation (5/2010、p. 18-20)、messtec drives Automation (6/2010、p. 36-37)、A&D (9/2010、p. 65) などです。ほとんどの記事では、openSAFETY は、競合する独自の安全ソリューション (CIP Safety for SERCOS III など) の支持者から特に声高に反対されたことが示されています。
^ Schönegger, Stefan. openSAFETY – 安全な通信の標準。2011-07-17 にWayback Machineでアーカイブ
^ 「第 1 回韓国産業用イーサネットカンファレンス」。Industrial Ethernet Book のWeb サイトのニュースセクションでは、約 140 人の参加者が「Powerlink と openSAFETY の実装のさまざまな側面」に関するプレゼンテーションに出席し、「リファレンスプロジェクトとハードウェアコンポーネントを紹介した」講演者が行ったと報告されています。
^ 「第 2 回パリ産業用イーサネット会議」。Process Engineering Control & Maintenance。2011年 3 月/4 月: 32 ページ。記事によると、このイベントには「50 社を超える企業からの参加者」が出席し、「さまざまな講演者が openSAFETY や、世界初のオープンでバスに依存しない安全プロトコルを使用したアプリケーションの実装などのトピックについて講演した」とのことです。

外部リンク

公式サイト
Ethernet POWERLINK標準化グループの公式ウェブサイト
EPSGウェブサイトからopenSAFETY仕様をダウンロード
SourceForge から openSAFETY スタックをダウンロード
SourceForge 上の openSAFETY 開発キットのドキュメントとソース

[1] IEC 61508は、電気/電子/プログラム可能な電子安全関連システムの機能安全をカバーしています。

[2] IEC 61784-3 は、産業用通信ネットワーク - プロファイル - パート 3: 機能安全フィールドバスをカバーしています。

[3] Hoske, Mark T. 「IEC がバスに依存しないプロトコル openSAFETY を承認」Control Engineering のWeb サイト。2010 年 8 月 11 日。

[4] ビル・ライドン、「マルチベンダーイーサネットセーフティプロトコル - 崇高な目標」。Automationウェブサイト。2011 年 4 月。この記事では、このテクノロジの主な特徴について説明しています。ライドン氏は、「このコンセプトは単に興味深いアイデアかもしれませんが、openSAFETY グループはユーザーからの証言を多数公開しています」と述べ、さらにAlstom Power Automation & Controls やNestlé Corporate Engineering など、さまざまな企業の上級管理職からの評価を引用しています。

[5] 標準イーサネットフレーム形式とデータカプセル化の原理の詳細については、IEEE 802.3-2008 標準のセクション 1 の第3 章「メディアアクセス制御 (MAC) フレームとパケットの仕様」を参照してください。

[6] この簡単な説明を補足し、拡張するプロトコルの特徴と機能に関する詳細で最新の情報は、openSAFETY の公式 Web サイト (外部リンクのセクションを参照) で参照できます。

[7] 「安全技術がすべての主要なイーサネットプロトコルをサポート」Industrial Engineering News 2011 年 3 月 (第 37 巻、第 3 号): 26。この記事では、SERCOS III、Modbus TCP、EtherNet/IP、POWERLINK などの他のバスシステムとのプロトコルの互換性が既に確立されているが、PROFINET システムで使用するための openSAFETY サポートが最近追加されたことが報告されています。

[8] 「3 つのバリアントが産業用イーサネットを支配」。ControlDesign.com のWeb サイト。2010 年 4 月 29 日。この記事では、EtherNet/IP、PROFInet、Modbus TCP、POWERLINK の合計市場シェアが 91% であるとする IMS Research の調査を引用しています。

[9] Verhappen, Ian. 「The Hidden Network」。ControlGlobal.comウェブサイト。2011 年 4 月 2 日。Verhappen は、この分野でこの用語が広く使用されていることと、この用語の正確な定義が欠如していることについて説明し、続いて「ブラックチャネル」の安全なデータ転送の実際の調査を行います。

[10] PROFIsafe の場合、競合ソリューションの仕様は 1999 年に早くもリリースされました。

[11] Presher, Al. 「新しい OpenSAFETY プロトコル」。Wayback Machine DesignNewsウェブサイトに 2011-04-24 にアーカイブ。2010 年 7 月 10 日。

[12] 英語の定期刊行物はこれらの物議を醸す議論にそれほど焦点を当ててはいませんが、多くの業界関係者の反応は、ドイツの業界誌に掲載された特集記事やインタビューで詳しく記録されています。たとえば、open automatic (3/2010、p. 54-55)、Computer & Automation (5/2010、p. 18-20)、messtec drives Automation (6/2010、p. 36-37)、A&D (9/2010、p. 65) などです。ほとんどの記事では、openSAFETY は、競合する独自の安全ソリューション (CIP Safety for SERCOS III など) の支持者から特に声高に反対されたことが示されています。

[13] Schönegger, Stefan. openSAFETY – 安全な通信の標準。2011-07-17 にWayback Machineでアーカイブ

[14] 「第 1 回韓国産業用イーサネットカンファレンス」。Industrial Ethernet Book のWeb サイトのニュースセクションでは、約 140 人の参加者が「Powerlink と openSAFETY の実装のさまざまな側面」に関するプレゼンテーションに出席し、「リファレンスプロジェクトとハードウェアコンポーネントを紹介した」講演者が行ったと報告されています。

[15] 「第 2 回パリ産業用イーサネット会議」。Process Engineering Control & Maintenance。2011年 3 月/4 月: 32 ページ。記事によると、このイベントには「50 社を超える企業からの参加者」が出席し、「さまざまな講演者が openSAFETY や、世界初のオープンでバスに依存しない安全プロトコルを使用したアプリケーションの実装などのトピックについて講演した」とのことです。