Industrial ethernet отличие от ethernet

Обновлено: 06.07.2024

При выборе Ethernet-технологии, наилучшим образом подходящей для вашей промышленной системы, вам сначала нужно собрать некоторую базовую информацию, а именно:

Сколько будет точек ввода-вывода?
Какова должна быть скорость передачи данных?
Какой диапазон контроля (количество устройств, контролирующих операции ввода/вывода)?
Какой опыт или знания имеют люди, которые в последующем будут эксплуатировать данное электрооборудование?

Сети должны знать, какие данные передаются и как часто. Это укажет пропускную способность и надежность нужной сети. Кроме того, он может изменить тип Ethernet, который будет использоваться. Например, Ethernet / IP и PROFINET RT предназначены только для систем мягкого реального времени.

Если говорить просто, то протоколы связи гарантируют, что информация будет передана к месту назначения. Пакеты данных могут быть разрушены в случае «столкновения» с другим сигналом, который пытается использовать этот же путь для передачи данных. Имея информацию, которая не «сталкивается» с другими данными, обеспечивая при этом передачу первоочередной информации не прерывая передачу второстепенных данных, является огромной проблемой для большинства протоколов связи.

Существует три подхода к работе реального времени в полевых шинах:

Стандартное программное обеспечение / стандартный Ethernet (S/S): на основе протокола управления передачей / Интернет-протокола (TCP / IP), который является основным языком или протоколом связи, используемым для уровней интернета и интрасети. Механизмы реального времени встроены в верхний уровень. Обратите внимание, что этот подход может иметь ограничения в производительности.
Открытое программное обеспечение / стандартный Ethernet (O / S): можно следовать стандартам, но есть устройства, которые могут иметь свои особенности и не будут совместимы с другими. Стандарт в этой отрасли означает то же, что и в механических системах – разные запчасти не могут подойти к одному механизму. Open Software / Standard Ethernet (O / S) позволяет производителям соблюдать стандарты любыми удобными им способами, но главным условием является реализация совместимости с другими устройствами.
Открытое программное обеспечение / модифицированный Ethernet (O / M): используя новый протокол и некоторое аппаратное обеспечение, этот подход позволяет использовать преимущества существующего Ethernet и гарантирует выполнение жесткого реального времени. Кроме того, программное обеспечение часто является с открытым исходным кодом.

Промышленные интернет вещей (IIoT) и все более автоматизированные производственные линии лишь увеличивают важность коммуникационных и сетевых протоколов.

В этой статье будут рассмотрены некоторые различия в промышленном Ethernet. На рынке существует около 30 типов таких систем, поэтому мы сосредоточимся на основных пяти, которые наиболее часто рекламируются по техническим аспектам, стоимости, стандартизации и стратегическим рыночным соображениям: PROFINET, Ethernet / IP, POWERLINK, EtherCAT и Sercos III.

Ниже приводится краткое описание этих пяти промышленных Ethernet вариантов, и какой подход, компания и функции связаны с каждым из них.

Ethernet/IP

Разработанный Rockwell Automation и Open DeviceNet Vendors Association (ODVA), Ethernet / IP использует синхронный протокол Common Industrial Protocol (CIP). Он придерживается как стандарта синхронизации времени IEEE 1588, так и стандарта Ethernet-TCP / IP.

Чтобы показать, насколько запутанными могут быть протоколы связи, рассмотрим несколько вариантов реализации CIP. Когда CIP используется по сети контроллеров или CAN, он называется DeviceNet. Когда он реализован в выделенной сети, он называется ControlNet. Если он используется через Ethernet, он называется Ethernet / IP. Кроме того, Ethernet / IP может использовать TCP / IP и User Data Protocol/Internet Protocol (UDP/IP). Используя протокол CIP, Ethernet / IP также может использовать различные механизмы связи: циклический опрос, время, многоадресную рассылку, связь точка-точка и многое другое.

UDP / IP отклоняет проверку ошибок, что замедляет время цикла. Например, это не слишком большая проблема, если диагностика и данные конфигурации пропускают несколько пакетов данных. Однако если вы хотите гарантировать доставку приоритетных данных, вам не следует использовать UDP / IP в системах жесткого реального времени.

POWERLINK

Разработанный B & R Automation, но в настоящее время управляемый стандартной группой Ethernet POWERLINK, использует циклический метод синхронизации времени протокола и подход Open Software / Standard Ethernet.

По сути, POWERLINK использует мастер для управления временем сети, которое устанавливает, когда данные отправляются с каждого узла. Этот метод синхронизации времени IEEE 1588 позволяет сохранять высокоточное время в сети. Мастер накладывает временной интервал для отправки данных по механизму множественного доступа с контролем несущей / обнаружения конфликтов (CSMA / CD). CSMA / CD состоит из правил, которые определяют, как долго устройство должно ждать, если есть столкновение. Контроллер опрашивает накопители с выделенным периодом цикла.

EtherCAT

Разработанный Beckhoff Automation, EtherCAT использует метод суммирования и метод Open Software / Modified Ethernet.

При использовании метода суммирования кадра все узлы отправляют одну телеграмму, которая перемещается от узла к узлу вдоль кольца, собирая ответ узлов по пути. Этот метод отличается тем, что телеграмма, которую также можно назвать фреймом, сегментируется и проходит через все узлы. Каждый узел читает данные, адресованные ему, и вставляет ответ на телеграмму (аппаратно). На подчиненном конце процесса используются специализированная интегральная схема (ASIC) или программируемая вентильная матрица (FPGA).

Этот подход может иметь дополнительные затраты. Хотя EtherCAT использует Open Software / Modified Ethernet, EtherCAT Technology Group можно назвать гибридом между ассоциацией и частным партнерством. Несмотря на это, EtherCAT обычно хорошо работает с другими производителями. Нужно просто быть уверенным в наличии поддерживаемых драйверов.

Sercos III

Управляемый Sercos International постоянно развивающийся и гибкий подход, использующий метод суммирования кадров и открытое программное обеспечение модифицированных локальных сетей.

Sercos III работает без концентраторов или коммутаторов, которые сокращают время цикла. Каждая станция имеет ASIC или FPGA. Это может работать лучше для топологии замкнутого кольца или линии (гирляндной цепи). Данные обрабатываются при прохождении через устройство с использованием различных типов телеграмм для разных типов связи. С полнодуплексной системой (две стороны могут общаться одновременно), цепочка срабатывает как кольцо. Кольцо обеспечивает избыточную передачу данных. Кроме того, два коммуникационных порта обеспечивают прямой кросс-трафик. Sercos III обрабатывает данные дважды за такт, а это означает, что устройства могут взаимодействовать друг с другом, не взаимодействуя с блоком «мастер».

PROFINET IRT

PROFINET IRT, разработанный Siemens и входящими в состав организации PROFIBUS, объединяет синхронизированные коммутаторы, которые управляют связью, а опрос обеспечивается с помощью подхода Open Software / Modified Ethernet. Интересно отметить, что PROFINET широко используется в Siemens и GE контроллерах и оборудовании, но практически ни одна компания, кроме упомянутых выше, не поддерживает этот стандарт.

Эволюция локальных сетей

В прошлом году ABB, Bosch Rexroth, B & R, Cisco, General Electric, KUKA, NI, Parker Hannifin, Schneider Electric, SEW-EURODRIVE и TTTech сотрудничали под эгидой Industrial Internet Consortium (IIC) и OPC Foundation (Object Linking and Embedding for Process Control), чтобы принять унифицированную архитектуру OPC через чувствительную ко времени сеть (OPC UA TSN). Группа компаний стремится сделать это единым стандартом для поддержки будущих поколений промышленных сетей.

Продолжение разработки стандартов будет иметь важное значение для развития Ethernet, особенно когда речь идет о безопасности. В игру вступает больше сетей безопасности. Компании теперь внедряют функции безопасности через Ethernet, по сравнению с отдельными системами.

Как и в большинстве случаев, при поиске решения с Ethernet вам необходимо задавать правильные вопросы. Важно знать время цикла, полосу пропускания и точность часов (если вы используете протокол, который их включает), чтобы убедиться, что сеть будет работать на скорости, необходимой для вашего приложения. Узнайте, какие типы архитектур и сетей используют другие компании, поскольку это напрямую влияет на совместимость оборудования.

Некоторые производители предлагают оборудование для пробных испытаний, а другие компании делают сторонние продукты, чтобы помочь подключить изделия, которые могут плохо работать вместе. Например, Anybus является сторонним решением, которое может связываться между любой промышленной шиной, промышленным Ethernet или беспроводной сетью. Это может помочь наладить нормальную связь между оборудованием, которое плохо работает в паре друг с другом, или преодолеть технический разрыв между старыми и новыми машинами.

В прошлой публикации мы рассказали о том, как работают шины и протоколы в промышленной автоматизации. В этот раз сфокусируемся на современных рабочих решениях: посмотрим, какие протоколы используются в системах по всему миру. Рассмотрим технологии немецких компаний Beckhoff и Siemens, австрийской B&R, американской Rockwell Automation и русской Fastwel. А также изучим универсальные решения, которые не привязаны к конкретному производителю, такие как EtherCAT и CAN.

В конце статьи будет сравнительная таблица с характеристиками протоколов EtherCAT, POWERLINK, PROFINET, EtherNet/IP и ModbusTCP.

Мы не включали в обзор протоколы PRP, HSR, OPC UA и другие, т.к. по ним на Хабре уже есть отличные статьи наших коллег-инженеров, которые занимаются разработкой систем промавтоматики. Например, «Протоколы «бесшовного» резервирования PRP и HSR» и «Шлюзы промышленных протоколов обмена на Linux. Собери сам».

Для начала определим терминологию: Industrial Ethernet = промышленная сеть, Fieldbus = полевая шина. В российской промышленной автоматике случается путаница в терминах, касающихся полевой шины и промышленной сети нижнего уровня. Часто эти термины объединяются в единое расплывчатое понятие «нижний уровень», который именуется и полевой шиной, и шиной нижнего уровня, хотя это может быть и не шина вовсе.

Такая путаница, скорее всего связана с тем, что во многих современных контроллерах соединение модулей ввода-вывода часто реализуется с помощью объединительной панели (англ. backplane) или физической шины. То есть используются некие шинные контакты и соединители, чтобы объединить несколько модулей в единый узел. Но такие узлы, в свою очередь, могут быть соединены между собой как промышленной сетью, так и полевой шиной. В западной терминологии есть четкое разделение: сеть — это сеть, шина — это шина. Первое обозначается термином Industrial Ethernet, второе — Fieldbus. В статье для этих понятий предлагается использоваться термин «промышленная сеть» и термин «полевая шина» соответственно.

Стандарт промышленной сети EtherCAT, разработка компании Beckhoff

Протокол и промышленная сеть EtherCAT — это, пожалуй, один из самых быстродействующих на сегодня способов передачи данных в системах автоматики. Сеть EtherCAT успешно используется в распределенных системах автоматизации, где взаимодействующие узлы разнесены на большое расстояние.

Протокол EtherCAT использует стандартные Ethernet-фреймы для передачи своих телеграмм, поэтому сохраняется совместимость с любым стандартным Ethernet-оборудованием и, по сути, прием и передача данных могут быть организованы на любом Ethernet-контроллере, при наличии соответствующего программного обеспечения.

Спецификация протокола открыта и доступна, но только в рамках ассоциации разработки — EtherCAT Technology Group.

Вот, как работает EtherCAT (зрелище завораживает, как игра Zuma Inca):

Высокая скорость обмена в этом протоколе —а речь может идти о единицах микросекунд— реализована благодаря тому, что разработчики отказались от обмена с помощью телеграмм, посылаемых непосредственно конкретному устройству. Вместо этого в сеть EtherCAT направляется одна телеграмма, адресованная всем устройствам одновременно, каждый из подчиненных узлов сбора и передачи информации (их еще часто называют УСО — устройство связи с объектом) забирает из нее «на лету» те данные, которые предназначались ему, и вставляет в телеграмму данные, который он готов предоставить для обмена. После этого телеграмма отправляется следующему подчиненному узлу, где происходит та же операция. Пройдя все УСО, телеграмма возвращается главному контроллеру, который на основе полученных от подчиненных устройств данных, реализует логику управления, опять же взаимодействуя посредством телеграммы с подчиненными узлами, которые выдают управляющий сигнал на оборудование.

Сеть EtherCAT может иметь любую топологию, но по сути это всегда будет кольцо — из-за использования полнодуплексного режима и двух разъемов Ethernet. Таким образом, телеграмма всегда будет передаваться последовательно каждому устройству на шине.

Кстати, спецификация EtherCAT не содержит ограничений физического уровня 100Base-TX, поэтому реализация протокола возможна на основе гигабитных и оптических линий.

Открытые промышленные сети и стандарты PROFIBUS/NET компании Siemens

Немецкий концерн Siemens давно известен своими программируемыми логическими контроллерами (ПЛК), которые используется по всему миру.

Обмен данными между узлами автоматизированной системы под управлением оборудования Siemens реализуется как по полевой шине, которая называется PROFIBUS, так и в промышленной сети PROFINET.

Шина PROFIBUS использует специальный двужильный кабель с разъемами DB-9. У Siemens он фиолетовый, но мы на практике встречали и другие :). Для связи нескольких узлов разъем может соединять два кабеля. Также в нем есть переключатель для терминального резистора. Терминальный резистор должен быть включен на концевых устройствах сети, таким образом сообщается, что это первое или последнее устройство, а после него уже ничего нет, только мрак и пустота (все rs485 так работают). Если на промежуточном разъеме включить резистор, то следующий за ним участок будет отключен.

Кабель PROFIBUS с соединительными разъемами. Источник: VIPA ControlsAmerica

В сети PROFINET используется аналог витой пары, как правило, с разъемами RJ-45, кабель окрашен в зеленый цвет. Если топология PROFIBUS —шина, то топология сети PROFINET может представлять собой что угодно: хоть кольцо, хоть звезду, хоть дерево, хоть все вместе взятое.

Существуют несколько протоколов обмена по шине PROFIBUS и в сети PROFINET.

PROFIBUS DP — реализация этого протокола подразумевает связь с удаленными подчиненными устройствами, в случае с PROFINET этому протоколу соответствует протокол PROFINET IO.
PROFIBUS PA — является по сути тем же PROFIBUS DP, только используется для взрывобезопасных исполнений передачи данных и питания (аналог PROFIBUS DP с другими физическими свойствами). Для PROFINET взрывобезопасного протокола по аналогии с PROFIBUS пока не существует.
PROFIBUS FMS — предназначен для обмена данными с системами других производителей, которые не могут использовать PROFIBUS DP. Аналогом PROFIBUS FMS в сети PROFINET является протокол PROFINET CBA.

Протокол PROFINET IO делится на несколько классов:

PROFINET NRT (без реального времени) — используется в приложениях, где временные параметры не критичны. В нем используется протокол передачи данных Ethernet TCP/IP, а также UDP/IP.
PROFINET RT (реальное время) — тут обмен данными ввода/вывода реализован с помощью фреймов Ethernet, но диагностические данные и данные связи все еще передаются через UDP/IP.
PROFINET IRT (изохронное реальное время) — этот протокол был разработан специально для приложений управления движением и включает в себя изохронную фазу передачи данных.

Что касается реализации протокола жесткого реального времени PROFINET IRT, то для коммуникаций с удаленными устройствами в нем выделяют два канала обмена: изохронный и асинхронный. Изохронный канал с фиксированной по времени длиной цикла обмена использует тактовую синхронизацию и передает критичные ко времени данные, для передачи используются телеграммы второго уровня. Длительность передачи в изохронном канале не превышает 1 миллисекунду.

В асинхронном канале передаются так называемые real-time-данные, которые тоже адресуются посредством MAC-адреса. Дополнительно передается различная диагностическая и вспомогательная информация уже поверх TCP/IP. Ни real-time-данные, ни тем более другая информация, разумеется, не может прерывать изохронный цикл.

Расширенный набор функций PROFINET IO нужен далеко не для каждой системы промышленной автоматики, поэтому этот протокол масштабируют под конкретный проект, с учетом классов соответствия или классов применения (conformance classes): СС-A, CC-B, CC-CC. Классы соответствия позволяют выбрать полевые устройства и магистральные компоненты с минимально необходимой функциональностью.

Источник: PROFINET university lesson

Второй протокол обмена в сети PROFINET — PROFINET CBA — служит для организации промышленной связи между оборудованием различных производителей. Основной производственной единицей в системах СВА является некая сущность, которая называется компонентом. Этот компонент обычно представляет собой совокупность механической, электрической и электронной части устройства или установки, а также соответствующее прикладное программное обеспечение. Для каждого компонента выбирается программный модуль, который содержит полное описание интерфейса данного компонента по требованиям стандарта PROFINET. После чего эти программные модули используются для обмена данными с устройствами.

Протокол Ethernet POWERLINK компании B&R

Протокол Powerlink разработан австрийской компанией B&R в начале 2000-х. Это еще одна реализация протокола реального времени поверх стандарта Ethernet. Спецификация протокола доступна и распространяется свободно.

В технологии Powerlink применяется механизм так называемого смешанного опроса, когда всё взаимодействие между устройствами делится на несколько фаз. Особо критичные данные передаются в изохронной фазе обмена, для которой настраивается требуемое время отклика, остальные данные, будут переданы по мере возможности в асинхронной фазе.

Изначально протокол был реализован поверх физического уровня 100Base-TX, но позже была разработана и гигабитная реализация.

Схематическое представление сети Ethernet POWERLINK с несколькими узлами.

В изохронной фазе опрашивающий контроллер последовательно посылает запрос каждому узлу, от которого необходимо получить критичные данные.

Изохронная фаза выполняется, как уже было сказано, с настраиваемым временем цикла. В асинхронной фазе обмена используется стек протокола IP, контроллер запрашивает некритичные данные у всех узлов, которые посылают ответ по мере получения доступа к передаче в сеть. Соотношение времени между изохронной и асинхронной фазами можно настроить вручную.

Протокол Ethernet/IP компании Rockwell Automation

Протокол EtherNet/IP разработан при активном участии американской компании Rockwell Automation в 2000 году. Он использует стек TCP и UDP IP, и расширяет его для применения в промышленной автоматизации. Вторая часть названия, вопреки расхожему мнению, означает не Internet Protocol, а Industrial Protocol. UDP IP использует коммуникационный стек протокола CIP (Common Interface Protocol), который также используется в сетях ControlNet / DeviceNet и реализуется поверх TCP/IP.

Спецификация EtherNet/IP является общедоступной и распространяется бесплатно. Топология сети Ethernet/IP может быть произвольной и включать в себя кольцо, звезду, дерево или шину.

Для синхронизации времени в распределенных системах EtherNet/IP использует протокол CIPsync, который является расширением коммуникационного протокола CIP.

Для упрощения настройки сети EtherNet/IP большинство стандартных устройств автоматики имеют в комплекте заранее определенные конфигурационные файлы.

Реализация протокола FBUS в компании Fastwel

Долго думали, включать ли в этот список российскую компанию Fastwel с ее отечественной реализацией промышленного протокола FBUS, но потом все же решились написать пару абзацев для лучшего понимания реалий импортозамещения.

Существует две физические реализации FBUS. Одна из них — это шина, в которой протокол FBUS работает поверх стандарта RS485. Кроме этого есть реализация FBUS в промышленной сети Ethernet.

FBUS сложно назвать быстродействующим протоколом, время ответа сильно зависит от количества модулей ввода-вывода на шине и от параметров обмена, обычно оно колеблется в пределах 0,5—10 миллисекунд. Один подчиненный узел FBUS может содержать только 64 модуля ввода-вывода. Для полевой шины длина кабеля не может превышать 1 метр, поэтому о распределенных системах речь не идет. Вернее идет, но только при использовании промышленной сети FBUS поверх TCP/IP, что означает увеличение времени опроса в несколько раз. Для подключения модулей могут использоваться удлинители шины, что позволяет удобно расположить модули в шкафу автоматики.

Контроллер Fastwel с подключенными модулями ввода-вывода. Источник: Control Engineering Россия

Итого: как всё это используется на практике в АСУ ТП

Естественно, видовое разнообразие современных промышленных протоколов передачи данных намного больше, чем мы описали в этой статье. Некоторые привязаны к конкретному производителю, некоторые, напротив, универсальны. При разработке автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУ ТП) инженер выбирает оптимальные протоколы, с учетом конкретных задач и ограничений (технических и по бюджету).

Если говорить о распространенности того или иного протокола обмена, то можно привести диаграмму компании HMS Networks AB, которая иллюстрирует доли рынка различных технологий обмена в промышленных сетях.

Источник: HMS Networks AB

Как видно на диаграмме, PRONET и PROFIBUS от Siemens занимают лидирующие позиции.

В таблице ниже собраны сводные данные по описанным протоколам обмена. Некоторые параметры, например, производительность выражены абстрактными терминами: высокая /низкая. Числовые эквиваленты можно отыскать в статьях по анализу производительности.

Ethernet и TCP/IP уже давно и успешно завоевали мир офисной автоматизации, и в последнее время мы видим практически массовое наступление на распределенные системы управления производством. В качестве основной идеи выступает предложение использовать так называемое "бесшовное" соединение всех уровней классической пирамиды автоматизации: от уровня автоматизации технологических процессов до уровня управления предприятием. Сети на базе этой технологии привлекают низкой стоимостью и простотой реализации. Для воплощения этой идеи и потребовалась серьезная адаптация Ethernet, особенно в плане поддержки реального времени, так же для применения в промышленности пришлось разрабатывать на основе Ethernet специальные прикладные протоколы.

Как мы знаем - Ethernet (от лат. aether - эфир) - это одна из самых распространенных технологий пакетной передачи данных.
Родился Ethernet 22 мая 1973 г. ,когда Роберт Меткалф и Дэвид Боггс опубликовали описание экспериментальной сети, построенной ими в Исследовательском центре Xerox. Строилась сеть на толстом коаксиальном кабеле и обеспечивала скорость передачи данных 2,94 Мбит/с. Новая технология получила имя Ethernet (эфирная сеть), в честь радиосети Гавайского университета ALOHA, в которой был использован схожий механизм разделения среды передачи (радиоэфира).

А к концу 70-х годов под технологию была подведена солидная теоретическая база. Так в феврале 1980 года фирма Xerox, совместно с DEC и Intel, представила разработку IEEE, которая спустя три года утвердила ее в качестве стандарта IEEE 802.3.

Industrial Ethernet (промышленный Ethernet) был разработан и стандартизирован для применения в сфере промышленности. И постепенно Industrial Ethernet начиная с конца 90-х гг., постепенно вытеснял или дополнял унаследованные протоколы полевых шин, такие как Modbus или Profibus, используемые в задачах управления и автоматизации заменяя собой коммуникационные потребности последних.

Industrial Ethernet (промышленный Ethernet) - стандартизованный (IEEE 802.3 и 802.11) вариант Ethernet для применения в промышленности. Industrial Ethernet обычно используется для обмена данными между программируемыми контроллерами и системами человеко-машинного интерфейса, обмена данных между контроллерами, подключения к контроллерам удаленного оборудования (датчиков и исполнительных устройств).

В этой статье мы постараемся рассмотреть отличия Industrial Ethernet от Ethernet.

Физические отличия оборудования

В отличие от офисной, оборудование Industrial Ethernet не использует вентиляторов, что позволяет использовать их в запыленных помещениях с ограниченным доступом для профилактического обслуживания. Отсутствие движущихся частей, промышленного Industrial Ethernet оборудования увеличивает время наработки на отказ (MTBF не менее 15 лет).

Вы, вероятно, знакомы с Ethernet - сетевым протоколом, который позволяет компьютерам (обычно в офисе, школе или коммерческой среде) обмениваться файлами, просматривать Интернет и получать доступ к принтерам и другому оборудованию, подключенному к сети. Он был разработан для высокоскоростной передачи данных и является эффективным, простым и гибким. И это, пожалуй, самый распространенный сетевой протокол в мире. Эти факторы, наряду с низкой стоимостью внедрения, сделали его привлекательной сетевой технологией для промышленных сред.

Однако фундаментальной проблемой при использовании стандартного Ethernet в промышленных условиях был тот факт, что протокол TCP/IP для маршрутизации и доставки данных по своей сути не обеспечивает детерминированную (гарантированную) производительность в реальном времени, необходимую для многих приложений автоматизации и обработки.

Промышленным приложениям требовался новый протокол реального времени, предназначенный для использования физических уровней Ethernet, который также мог бы обеспечивать детерминированную связь между контроллерами машин, датчиками, исполнительными механизмами и другими устройствами. Исходя из этого, был разработан Industrial Ethernet.

Промышленный Ethernet

Промышленный Ethernet относится к набору протоколов Ethernet, которые основаны на стандартном оборудовании (физический и канальный уровни) и интернет-протоколах (сетевой и транспортный уровни) вместе с проприетарным прикладным уровнем. Протокол прикладного уровня обеспечивает передачу правильных данных и их получение, когда и где это необходимо для конкретной операции.

Разница промышленного и офисного Ethernet

Итак, промышленное оборудование Ethernet отличается от офисного следующими критериями:

· отсутствием вентиляторов – это позволяет использовать устройства в помещениях, где затруднен доступ к оборудованию (трудности профилактического обслуживания) а воздух слишком запылен;
· надежным монтажом – крепление элементов сети, как правило, выполняется при помощи DIN-рельсы, что делает установку легкой и быстрой;
· низковольтным электропитанием – оборудование Industrial Ethernet подключается к электрической сети посредством низковольтного блока питания. При этом предусматриваются резервные источники питания;
· резервированием – обусловлено высокоскоростными технологиями по восстановлению работоспособности;
· нормативными требованиями – промышленное оборудование обязательно проверяется на соответствие международным стандартам (электромагнитная совместимость, стойкость к вибрации, уровень защиты от влаги);
· увеличенным эксплуатационным сроком;
· технической поддержкой.

Кабели Industrial Ethernet

Промышленные версии кабелей Ethernet требуют гораздо более прочной конструкции для более жестких условий окружающей среды, подверженных воздействию множества факторов, таких как экстремальная температура, влажность, коррозионные химические вещества, вибрация, изгиб и помехи. Давайте подробнее рассмотрим то, что отличает кабели Industrial Ethernet от кабелей коммерческого класса.

Защищены от шума

Так же, как и в коммерческой среде, в зонах с высоким уровнем помех на заводе будут использоваться экранированные кабели, например, там, где кабели необходимо прокладывать рядом с аппаратами для дуговой сварки, переключающими реле, приводами переменного тока и другими источниками шума. В зонах сильных помех может потребоваться больше, чем просто общий экран (F/UTP), и может потребоваться как индивидуальный, так и общий экран (S/FTP).

Требуют экранирования

Большая часть того, что отличает промышленные кабели Ethernet, - это номинальная температура и материал оболочки. Оболочка из поливинилхлорида (ПВХ), используемая для промышленных кабелей, широко применяется в легкой промышленности, поскольку она имеет лучшую цену и является маслостойкой, но часто промышленным кабелям требуется немного больше. Например, материалы оболочки из фторированного этилен-полипропилена (FEP) и термопластичный эластомер (TPE) могут выдерживать экстремальные температуры от примерно -50 C до примерно 125 C по сравнению с 0 C до примерно 75 для ПВХ. Кабели из TPE также более гибкие и устойчивые к солнечному свету, озону, агрессивной морской воде и тяжелому маслу, поэтому их часто используют в промышленных наружных и морских применениях.

Одним из наиболее распространенных материалов оболочки, используемых для промышленных кабелей Ethernet, является полиуретан (PUR). Несмотря на то, что он не имеет такого широкого диапазона температур, как FEP и TPE, PUR обладает высокой прочностью на растяжение, химической стойкостью, гибкостью и устойчивостью к истиранию — он механически прочен, его трудно резать или разрывать, что делает его идеальным для обработки и штамповки.

Другие материалы оболочки промышленных кабелей Ethernet включают термопластичный полиуретан (TPU или TMPU) и хлорированный полиэтилен (CPE). Выбранный тип материала оболочки имеет прямое отношение к окружающей среде и области применения (и немного от стоимости).

Необходимость гибкости

Как и промышленные кабели с витой парой, промышленные кабели Ethernet также бывают одножильными или многожильными. Подобно тому, как многожильные кабели используются для патч-кордов в коммерческой среде из-за большей гибкости, многожильные промышленные кабели также используются из-за гибкости. Разница в том, что они не ограничиваются только коммутационными шнурами, поскольку в промышленной среде существует множество областей, где кабели подвергаются частому изгибу и скручиванию (например, робототехника и другие приложения с повторяющимся движением).

Кабели Profibus

Profibus представляет собой открытую промышленную сеть полевого типа, которая предназначена для обмена данными между автоматизированными системами. К тому же, она позволяет объединить составляющие разного производства. Это актуально, так как на сегодня известно около 600 компаний-производителей электротехнических устройств и средств автоматизации.

Кабели Profibus – это экранированные витые пары. Передача данных осуществляется посредством последовательного интерфейса и дифференциальных сигналов напряжения, которые обеспечивают высокий уровень помехозащищенности. Их подключение выполняется через сетевые соединители либо терминалы. Скорость, с которой осуществляется передача данных, находится в пределах 9,6 Кбит/с – 1,5 Мбит/с. От этого показателя, собственно, будет зависеть и длина сетевого сегмента.

Повышенная надежность промышленных кабелей

Основным свойством промышленных кабелей является надежность и производительность. В свою очередь, производительность характеризуется:

· пропускной способностью – количество информации, которое передается сетью в конкретную единицу времени. На данный показатель влияет среда передачи и быстродействие приемопередатчика;
· временем реакции – период времени, требующийся для ответа ведомого устройства на запрос ведущего.

Надежность доставки данных – важный параметр промышленной сети, который включает:

· вероятность доставки данных;
· коэффициент готовности;
· предсказуемость времени доставки;
· отказоустойчивость;
· безопасность.

Промышленные кабели – высококачественные каналы связи, соответствующие всем требованиям международных стандартов.

Если стоит выбор, где купить промышленный кабель, выбирайте надёжного поставщика. Компания « АнЛан » занимает лидирующие позиции на рынке РФ с 2007 года. Разумная цена и европейское качество — то, что отличает продукцию компании от других организаций.

Читайте также: