WikiDer > Промышленный Ethernet

Industrial Ethernet
Промышленное Коммутатор Ethernet

Промышленный Ethernet (IE) - это использование Ethernet в промышленной среде с протоколами, обеспечивающими детерминизм и контроль в реальном времени.[1] Протоколы для промышленного Ethernet включают EtherCAT, EtherNet / IP, PROFINET, POWERLINK, СЕРКОС III, CC-Link IE, и Modbus TCP.[1][2] Многие промышленные протоколы Ethernet используют модифицированный Контроль доступа к СМИ (MAC) уровень для обеспечения низкой задержки и детерминизма.[1] Некоторые микроконтроллеры, такие как Ситара обеспечить поддержку промышленного Ethernet.

Промышленный Ethernet также может относиться к использованию стандартных протоколов Ethernet с прочными разъемами и расширенными переключателями температуры в промышленный окружающая среда, для автоматизация или же контроль над процессом. Компоненты, используемые в производственных помещениях, должны быть спроектированы для работы в суровых условиях с экстремальными температурами, влажностью и вибрацией, которые превышают допустимые диапазоны. информационные технологии оборудование, предназначенное для установки в контролируемых средах. Использование оптоволокно Варианты Ethernet уменьшают проблемы электрических шумов и обеспечивают электрическую изоляцию.

Некоторые промышленные сети делают упор на детерминированную доставку передаваемых данных, тогда как Ethernet использует обнаружение столкновения что затрудняло оценку времени транспортировки отдельных пакетов данных с увеличением сетевого трафика. Обычно при промышленном использовании Ethernet используются полнодуплексные стандарты и другие методы, чтобы конфликты не оказывали недопустимого влияния на время передачи.

Среда приложения

Промышленное использование требует учета среды, в которой должно работать оборудование. Фабрика оборудование должно выдерживать более широкий диапазон температур, вибрации, физического загрязнения и электрических шумов, чем оборудование, установленное в специализированных информационных технологиях. коммутационные шкафы. Поскольку управление критически важным процессом может полагаться на канал Ethernet, экономические издержки прерывания могут быть высокими и высокая доступность поэтому важный критерий. Сети Industrial Ethernet должны взаимодействовать как с существующими, так и с устаревшими системами, и должны обеспечивать предсказуемую производительность и удобство обслуживания. Помимо физической совместимости и транспортных протоколов низкого уровня, практическая промышленная система Ethernet также должна обеспечивать взаимодействие более высоких уровней Модель OSI. Промышленная сеть должна обеспечивать безопасность как от вторжений извне, так и от непреднамеренного или несанкционированного использования на предприятии.[3]

Когда промышленная сеть должна подключаться к офисной сети или внешним сетям, можно установить систему межсетевого экрана для управления обменом данными между сетями. Такое разделение сети сохраняет производительность и надежность промышленной сети.

Промышленные среды часто намного жестче, часто подвержены брызгам масла, водяным брызгам и физическим вибрациям, поэтому часто промышленный Ethernet требует более прочного и водонепроницаемого разъема на одном или обоих концах Кот-5 или же Кот-6 кабель, например Разъемы M12 или разъемы M8, а не 8P8C соединители чрезвычайно часто используются в домах и на предприятиях.[4][5]

Преимущества и трудности

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) обмениваются данными с помощью одного из нескольких возможных открытых или проприетарных протоколов, таких как EtherNet / IP, Modbus, Sinec H1, Profibus, CANopen, DeviceNet или же FOUNDATION Fieldbus. Идея использовать стандартный Ethernet делает эти системы более совместимый.

Некоторые из преимуществ перед другими типами промышленных сетей включают:

  • Увеличена скорость по сравнению с 9,6 кбит / с с RS-232 до 1 Гбит / с с Гигабитный Ethernet
  • Возможность использовать повсеместно Cat5e/Cat6 кабели
  • Возможность использовать оптоволокно для увеличения расстояния
  • Возможность использовать стандартные сетевое оборудование для проводной и беспроводной связи
  • Возможность иметь более двух узлов на связи, что было возможно с RS-485 но не с RS-232
  • Возможность использования пиринговый архитектуры в отличие от клиент – сервер те
  • Лучшая совместимость

Сложности использования промышленного Ethernet включают:

  • Миграция существующих систем на новый протокол
  • Производительность в реальном времени может снизиться для протоколов, использующих TCP
  • Дополнительная сложность, связанная с сетевыми технологиями
  • Минимальный размер кадра Ethernet составляет 64 байта, в то время как типичный размер данных промышленной связи может быть ближе к 1–8 байтам. Этот накладные расходы протокола влияет на эффективность передачи данных.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Линь, Цзихун (2018). Взгляд изнутри на промышленные протоколы связи Ethernet (Rev. B) (PDF). Инструменты Техаса.
  2. ^ Журавски, Ричард (2014). Справочник по технологиям промышленной связи, (Второе изд.). CRC Press. ISBN 978-1482207323.
  3. ^ Перри С. Маршалл, Джон С. Ринальди (2004). Как планировать, устанавливать и обслуживать сети TCP / IP Ethernet. ЭТО. ISBN 1-55617-869-7. С. 1–4.
  4. ^ «Полевое руководство: подключение к промышленной сети Ethernet».2017.
  5. ^ Дитмар Реринг.«M12 против систем подключения Ethernet RJ45».2014.

внешняя ссылка