Průmyslový Ethernet - Industrial Ethernet

Průmyslový Ethernetový přepínač

Průmyslový Ethernet (TJ) je použití Ethernet v průmyslovém prostředí s protokoly, které poskytují determinismus a kontrolu v reálném čase.[1] Protokoly pro průmyslový Ethernet zahrnují EtherCAT, EtherNet / IP, PROFINET, POWERLINK, SERCOS III, CC-Link IE, a Modbus TCP.[1][2] Mnoho průmyslových ethernetových protokolů používá upravené Řízení přístupu k médiím (MAC) vrstva poskytuje nízkou latenci a determinismus.[1] Některé mikrokontroléry, jako např Sitara poskytovat podporu průmyslového Ethernetu.

Průmyslový Ethernet může také odkazovat na použití standardních ethernetových protokolů s odolnými konektory a rozšířenými teplotními spínači v průmyslový prostředí, pro automatizace nebo kontrola procesu. Komponenty používané v procesních oblastech závodu musí být navrženy tak, aby fungovaly v drsném prostředí s extrémními teplotami, vlhkostí a vibracemi, které překračují rozsahy pro informační technologie zařízení určené k instalaci v kontrolovaném prostředí. Použití optické vlákno Varianty Ethernetu snižují problémy s elektrickým šumem a zajišťují elektrickou izolaci.

Některé průmyslové sítě zdůrazňovaly deterministické doručování přenášených dat, zatímco Ethernet byl používán Detekce kolize což ztěžovalo odhad doby přepravy pro jednotlivé datové pakety s rostoucím síťovým provozem. Průmyslové využití ethernetu obvykle využívá plně duplexní standardy a další metody, takže kolize nepřijatelně neovlivňují doby přenosu.

Prostředí aplikace

Průmyslové použití vyžaduje zohlednění prostředí, ve kterém musí zařízení fungovat. Továrna zařízení musí tolerovat širší rozsah teplot, vibrací, fyzické kontaminace a elektrického šumu než zařízení instalovaná ve specializované informační technologii elektroinstalační skříně. Jelikož se řízení kritického procesu může spoléhat na ethernetové spojení, mohou být vysoké ekonomické náklady na přerušení a vysoká dostupnost je tedy základním kritériem. Sítě průmyslového Ethernetu musí spolupracovat se současnými i staršími systémy a musí poskytovat předvídatelný výkon a udržovatelnost. Kromě fyzické kompatibility a nízkoúrovňových transportních protokolů musí praktický průmyslový ethernetový systém zajišťovat také interoperabilitu vyšších úrovní OSI model. Průmyslová síť musí poskytovat zabezpečení jak před vniknutím z vnějšku závodu, tak před neúmyslným nebo neoprávněným použitím v závodě.[3]

Když se průmyslová síť musí připojit k kancelářské síti nebo externím sítím, lze vložit systém brány firewall pro řízení výměny dat mezi sítěmi. Toto oddělení sítě zachovává výkon a spolehlivost průmyslové sítě.

Průmyslová prostředí jsou často mnohem drsnější, často vystavena olejovým postřikům, vodním postřikům a fyzickým vibracím, proto průmyslový Ethernet často vyžaduje robustnější a vodotěsný konektor na jednom nebo obou koncích Kočka-5 nebo Kočka-6 kabel, jako např Konektory M12 nebo konektory M8, spíše než 8P8C konektory extrémně běžně používané v domácnostech a podnicích.[4][5]

Výhody a potíže

Programovatelné logické automaty (PLC) komunikují pomocí jednoho z několika možných otevřených nebo proprietárních protokolů, například EtherNet / IP, Modbus, Sinec H1, Profibus, CANopen, DeviceNet nebo NADACE Fieldbus. Myšlenka používat standardní Ethernet činí tyto systémy více interoperabilní.

Mezi výhody oproti jiným typům průmyslové sítě patří:

Problémy s průmyslovým Ethernetem zahrnují:

  • Migrace stávajících systémů na nový protokol
  • Při použití protokolů může dojít ke snížení výkonu v reálném čase TCP
  • Další složitost spojená se síťovou technologií
  • Minimální velikost rámce Ethernetu je 64 bytů, zatímco typické velikosti dat průmyslové komunikace se mohou blížit 1–8 bytům. Tento režie protokolu ovlivňuje účinnost přenosu dat.

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Lin, Zihong (2018). Pohled dovnitř na průmyslové komunikační protokoly Ethernet (rev. B) (PDF). Texas Instruments.
  2. ^ Zurawski, Richard (2014). Příručka pro průmyslové komunikační technologie, (Druhé vydání.). CRC Press. ISBN  978-1482207323.
  3. ^ Perry S. Marshall, John S. Rinaldi (2004). Jak plánovat, instalovat a udržovat ethernetové sítě TCP / IP. JE. ISBN  1-55617-869-7. s. 1–4.
  4. ^ „Field Guide: Průmyslové ethernetové připojení“.2017.
  5. ^ Dietmar Röring.„Ethernetové systémy připojení M12 versus RJ45“.2014.

externí odkazy