Ethernet și TCP / IP au cucerit mult și cu succes lumea automatizării de birouri, iar recent am văzut un atac aproape masiv asupra sistemelor distribuite de management al producției. Ideea principală este să folosim așa-numita conexiune "fără sudură" a tuturor nivelurilor piramidei clasice de automatizare: de la nivelul automatizării proceselor tehnologice la nivelul managementului întreprinderii. Rețelele bazate pe această tehnologie sunt atrase de costurile reduse și de ușurința implementării. Pentru a implementa această idee, a fost necesară o adaptare serioasă a Ethernet-ului, în special în ceea ce privește suportul în timp real, și pentru aplicarea în industrie, protocoalele speciale de aplicații trebuiau dezvoltate pe baza Ethernet.
Ethernet industrial (Industrial Ethernet) a fost proiectat și standardizat pentru aplicații industriale. Și treptat Industrial Ethernet de la sfârșitul anilor '90. treptat suplimentează sau completează protocoalele moștenite de bus, cum ar fi Modbus sau Profibus, folosite în sarcinile de control și automatizare, înlocuind nevoile de comunicare ale acestora din urmă.
Ethernet industrial (Ethernet industrial) este o opțiune Ethernet standardizată (IEEE 802.3 și 802.11) pentru aplicații industriale. Ethernetul industrial este folosit în mod obișnuit pentru schimbul de date între controlerele programabile și sistemele de interfață om-mașină, schimbul de date între controlere, conectarea la controlorii echipamentelor la distanță (senzori și actuatori).
În acest articol, vom încerca să analizăm diferențele dintre Ethernet Industrial și Ethernet.
Diferențele fizice ale echipamentului
- Absența fanilor
Unul dintre motivele eșecului echipamentelor informatice este funcționarea defectuoasă a sistemelor de răcire. Ventilatorul, răcirea forțată, care nu funcționează, conduce la funcționarea instabilă a întrerupătorului și, în consecință, la mișcarea acestuia. Funcționarea echipamentului cu ventilatoare impune cerințe privind curățenia aerului din încăpere.
Spre deosebire de birou, echipamentul Industrial Ethernet nu utilizează ventilatoare, ceea ce le permite să fie utilizate în încăperi cu praf, cu acces limitat pentru întreținere preventivă. Lipsa pieselor în mișcare, echipamente industriale industriale Ethernet mărește timpul dintre eșecuri (MTBF nu este mai mic de 15 ani).
Modul industrial Switch SixNet RK32
(fără răcire activă)
Echipamentele de birou convenționale, funcționează la temperaturi (+ 5 ° C până la + 40 ° C), în timp ce controlerele industriale (PLC) funcționează la temperaturi cuprinse între 0 ° C și + 60 ° C. De cele mai multe ori, sistemele de automatizare sunt situate în încăperi neîncălzite sau pe stradă, ceea ce necesită un interval de temperatură chiar mai mare de la -40C până la + 70C, furnizat de echipamente industriale Ethernet. Se poate observa că echipamentul de birou nu îndeplinește cerințele industriale standard pentru intervalul de temperatură de funcționare.
Comutatorul Hirschmann -40C. + 70C, switch SixNet -40C. + 75 ° C
Dispozitivele de automatizare și control industriale sunt, de regulă, fixate pe șină DIN (DIN-Rail) montate pe panouri speciale care se montează în dulapurile corespunzătoare. Fixarea dispozitivelor pe șina DIN facilitează instalarea și asigură înlocuirea rapidă.
Echipamentul de birou este proiectat pentru a fi instalat pe birouri sau într-un dulap de 19 ", ceea ce duce la lipsa unei instalări fiabile a echipamentelor de birou în afara biroului.
Dimensiuni pe șină DIN, Exemplu de dispozitive de fixare pe o șină Din
Sistemele industriale sunt conectate la rețea printr-un convertor de tensiune joasă (de exemplu, de la 220VAC la 24VDC). Deci, echipamentele industriale Ethernet ar trebui să satisfacă activitatea într-o gamă largă de tensiuni de intrare a curentului alternativ sau direct. Acest lucru se realizează prin prezența unei surse de alimentare cu bandă largă DC-DC, care poate funcționa în condiții de alimentare instabilă datorită condensatorului de intrare condensator mare și permite rezistența picăturilor de tensiune pe termen scurt. De asemenea, echipamentul industrial Ethernet asigură redundanța surselor de alimentare.
Conectarea componentelor live pe echipamentele Industrial Ethernet se realizează cu ajutorul unor terminale cu șurub (blocuri terminale), care garantează oprirea accidentală și asigură rezistență la vibrații.
Sursa de alimentare SixNet 220V-> 24V
În cele mai multe cazuri, utilizarea de birou, eșecul unei rețele de calculatoare timp de câteva minute sau chiar ore, nu este critică. Cu toate acestea, pentru aplicații industriale astfel de cazuri este inacceptabilă, deoarece acest lucru ar putea duce la accidente, dezastre ecologice, furturi și vandalism ... pierderea chiar și un minut de nefuncționare poate provoca consecințe ireversibile.
Acesta este motivul pentru producătorii de echipamente industriale Ethernet sunt utilizați de mare viteză de recuperare în caz de dezastru tehnologie (HIPER-Ring, eRSTP, Super-Ring, etc), care sunt de multe ori mai mare decât pentru o funcție de viteză Spanning-Tree (STP) și RSTP.
Rezervare de la Hirschmann Hiper-Ring
Pentru a o mai mare integrare cu sistemele de control al producției, comutatoare industriale au un „contact de semnal“, cu care este posibil să se informeze sistemele de securitate () pentru controlul proceselor de eșec parțial sau a unui comutator de rețea (pierdere de putere stand-by, linii de comunicare deschise).
Software-ul suplimentar (OPC) vă permite să accesați setările comutatorului SNMP din diferite sisteme SCADA.
Echipamentele Ethernet Office nu îndeplinesc cerințele automatizării industriale. Mai mult, cerințele de certificare a echipamentelor industriale sunt adesea unice și au propriile caracteristici "industriale".
Echipamentul industrial Ethernet trebuie să treacă testele EMC în conformitate cu cerințele IEC 61000-4, IEEE C37.90. Testele de vibrații IEC 60255-21 și protecția împotriva pătrunderii umidității sau a particulelor străine IEC 60529, NEMA 6 (IP67) etc.
Printre standardele din industrie și certificare este de remarcat cerința pentru un meci de standardul IEC 61850-3 (rețele și sisteme în stațiile IEC 61850-3), certificatul de Germanischer Lloyd (GL) sau DNV, standarde pentru explozie UL1604 (ATEX) și multe altele.
Este demn de remarcat faptul că cele mai multe echipamente de birou Ethernet proiectat pentru ciclul de 3-5 ani, după care, de facto, menit să fie înlocuite cu mai multe modele moderne, perioada naturala de 5 ani, nu este adecvat pentru obiecte cu o perioadă de rambursare de lungă, cum ar fi pe liniile de producție, autostrăzi, conducte de petrol și gaze.
Rețelele industriale industriale Ethernet oferă clientului multe oportunități de a optimiza procesele de transfer de date, pentru a asigura funcționarea și continuitatea fără probleme a procesului, ceea ce permite utilizarea mai economică a resurselor financiare. Cu toate acestea, inginerii care lucrează numai cu echipamente de birou și nu sunt familiarizați cu rețele industriale Ethernet, de multe ori în proiectarea unor astfel de rețele sau în întreținerea lor, astfel confundă toate procesele care prezintă riscul de întrerupere a întregului sistem. Din acest motiv, este foarte important ca echipamentul Industrial Ethernet să beneficieze de suport tehnic profesionist non-stop.