За прошедший год промышленные Ethernet-сети стали самыми распространенными решениями в индустрии. Промышленников привлекает их высокая надежность и функциональность, скорость передачи данных и другие возможности
Виктор КОЗЛЕНКО,
директор ЧП «Вектор» -
премьер дистрибьютор МОХА в Украине
Так как Ethernet-сети перемещаются от офисов к производственным цехам, необходимо помнить, что сети, построенные на коммерческой Ethernet, предназначались только для подключения компьютеров, принтеров и других устройств и были рассчитаны на офисные условия а ни в коем случае не на тяжелые условия производственных цехов. Использование коммерческой Ethernet для производственных процессов сопряжено с риском выхода из строя производственного оборудования. Поэтому такое индустриальное оборудование, как станки с программным управлением, программируемые устройства управления, должны обслуживаться только в специальных индустриальных Ethernet-сетях. Если простой офисной Ethernet-сети является только неудобством, то для индустриальных сетей это грозит большими материальными потерями и выходом из строя дорогостоящего промышленного оборудования. Поэтому при выборе индустриальных решений никогда не надо забывать о таких возможностях промышленных решений, которые позволяют индустриальному оборудованию оставаться работоспособным круглосуточно:
более высокая надежность, чем у офисных коммерческих решений (дублированное питание, кольцевая избыточная
резервируемая топология, широкий температурный диапазон, специальные корпуса, обеспечивающие защиту от агрессивных сред);
быстрое восстановление после сбоев или замены оборудования (даже секундные простои могут вызвать поломку оборудования);
формирование динамических отчетов о состоянии оборудования, что
позволяет предотвратить выход его из строя и поломку (производится периодический обзор оборудования, и при выходе его из строя или превышении трафика формируется предупреждающее сообщение);
наличие функций управления, что позволяет легко поддерживать работоспособными индустриальные Ethernet-сети (функции по определению целостности сегментов сети, мониторинг сети с управляющего компьютера, автоматическое распределение IP-адресов, обеспечение безопасности).
Структура промышленной сети управления Промышленная Ethernet-сеть предприятия строится по классической трехуровневой архитектуре. Основу ее (уровень управления) составляет оптоволоконное Ethernet-кольцо (или реже Gigabit Ethernet)
на базе промышленных коммутаторов с поддержкой резервируемой кольцевой структуры с малым временем восстановления. Построение опорной сети на базе оптоволокна позволяет получить высоконадежную сеть, не подверженную влиянию агрессивных промышленных сред и воздействию промышленных помех. Промышленные Ethernet-коммутаторы обеспечивают высоконадежную высокоскоростную передачу данных внутри сети и удовлетворяют всем требованиям, описанным выше. Для взаимодействия с
аппаратами, составляющими объект управления, могут использоваться различные типы устройств, но их подключение имеет свои особенности.
Данный рисунок приведен автором для
демонстрации структуры промышленной
сети
(в оригинальной статье он отсутствует).
Так, большинство сенсоров, датчиков, программируемых устройств управления используют несколько устаревшие сегодня протоколы последовательной передачи данных RS-232/422/485.
Для подключения таких устройств используются специализированные асинхронные серверы доступа, обеспечивающие подключение устройств с последовательным интерфейсом
к Ethernet-сети (Ethernet-комммутаторам уровня управления). На многих предприятиях используются еще устройства с другими промышленными протоколами, например, ModBus, FielBus. Для их подключения используются специализированные шлюзы, например, ModBus
- Ethernet. В некоторых случаях, когда по каким-то причинам сложно провести волоконную или медную Ethernet-линию, применяются серверы беспроводного доступа на базе Wi-Fi-технологий, что позволяет передавать данные на расстояние до 100 м.
Современные тенденции управления предполагают и использование
универсальных коммуникаторов — малогабаритных устройств, обеспечивающих большой спектр коммуникационных интерфейсов, имеющих встроенный RISC-процессор и операционную систему Linux. Такие аппараты обеспечивают взаимодействие с устройствами нижнего уровня (имеющими RS-232/422/485-интерфейсы)
и берут на себя большую часть процесса управления, разгружая основную сеть от дополнительного трафика. Устройства нового поколения, имеющие Ethernet-интерфейс, подключаются непосредственно к входам Ethernet-коммутаторов.
Преимущества Ethernet-технологии Сеть, построенная на основе Ethernet-технологии, имеет более высокую надежность по сравнению с решениями на основе офисных коммерческих решений. Это объясняется как наличием резервируемого помехозащищенного оптоволоконного кольца, так и использованием специальных промышленных коммутаторов и других Ethernet-устройств доступа (шлюзы, серверы, коммуникаторы). Сеть, поддерживающая технологию быстрого восстановления, обеспечивает бесперебойную работу всего промышленного оборудования, даже при выходе одного из сегментов управляющей сети. Способность Ethernet-устройств поддерживать SMNP-управление и наличие специальных диагностических функций дает возможность управлять устройствами сети из единого центра управления, предупреждая поломки оборудования.
Использование Ethernet-протокола позволяет интегрировать в управляющую сеть такие устройства, как IP-видеосерверы, что обеспечивает контроль промышленных помещений из центра управления в реальном режиме времени, тем самым повышая безопасность процессов производства, а возможность протоколирования событий на носители — позволяет воспроизводить и анализировать события из архивов. Поддержка встроенных вэб-серверов в коммутаторах, контроллерах, серверах доступа, видеосерверах обеспечивает управление ими из любой точки мира, что позволяет в критических ситуациях управлять промышленной сетью дистанционно.
Данная
статья в журнале "ММ. Деньги и
технологии" по оформлению несколько
отличается от ее html версии, что вызвано
только особенностями ее подготовки для
ВЕБ сайта.
Источник:
Журнал "ММ. Деньги и технологии" №9
2005 год
