Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Industrial Ethernet (промисловий Ethernet) — це назва стандартизованого варіанту мережевого протоколу Ethernet, адаптованого з метою застосування у промислових умовах для автоматизації та керування технологічними процесами.
Основні завдання промислового Ethernet
У цьому стандарті застосовано низку модифікацій з метою адаптації Ethernet-протоколу для потреб виробничих процесів, щоб забезпечити керування процесами у реальному часі. Останнім часом є одним з найпопулярніших протоколів на базі якого будуються промислові мережі.
Існує ціле сімейство протоколів, що у різному ступені модифікують стандартний стек (TCP/IP), додаючи до нього додатково:
- функції синхронізації;
- нові алгоритми мережевого обміну;
- діагностичні функції;
- алгоритми самокорекції.
Канальний і фізичний рівні моделі OSI від Ethernet при цьому залишаються незмінними, що дозволяє використовувати протоколи реального часу в існуючих мережах Ethernet на базі використння стандартного мережевого обладнання.
З використанням цього протоколу можуть бути сполучені і забезпечувати інформаційну взаємодію засоби автоматизації для різних етапів технологічного процесу та від різних виробників. Промисловий Ethernet зазвичай використовується для обміну даними між програмованими контролерами та системами людино-машинного інтерфейсу, рідше для обміну даними між контролерами і значно рідше, для підключення до контролерів віддаленого обладнання (давачів чи виконавчих механізмів).
Вимоги до обладнання
Компоненти, що працюють за протоколом Industrial Ethernet, повинні бути адаптовані для роботи в суворих умовах екстремальних температур, вологості та вібрацій, які перевищують діапазони для ІТ-обладнання, призначеного для встановлення в контрольованих умовах.
При використанні систем автоматизації в неопалюваних приміщеннях чи поза приміщеннями, вимагається ширший температурний діапазон роботи обладнання від-400C до 700C. Тому, офісне Ethernet устаткування не відповідає вимогам промислової автоматизації. Більше того, вимоги щодо сертифікації промислового обладнання, найчастіше є унікальними і мають свої галузеві особливості.
Устаткування для промислового Ethernet обов'язково повинно пройти випробування на електромагнітну сумісність відповідно до вимог IEC 61000-4, IEEE C37.90. Випрбування на вібрацію IEC 60255-21 і захист від попадання вологи чи сторонніх часток IEC 60529, NEMA 6 (IP67) і т. д.
Серед галузевих стандартів та сертифікатів варто відзначити вимогу на відповідність стандарту IEC 61850-3 (Мережі і системи зв'язку на підстанціях IEC 61850-3), сертифікат Germanischer Lloyd (GL) або DNV, стандарти на вибухобезпечність UL1604 (ATEX) і багато інших.
Канали зв'язку
У залежності від вимог, що ставляться до мережі Industrial Ethernet, для передачі даних можуть використовуватися різні види каналів зв'язку.
Канали зв'язку на основі витих пар
FC TP (Fast Connect twisted pair — вита пара для швидкого монтажу) — ідеальний варіант організації каналів зв'язку для офісних застосувань, розширюваний на застосування в промислових умовах. Підключення до мережевих версій сайту може здійснюватися через роз'єм RJ45. Завдяки спеціальному виконання кабелю (FC) тривалість монтажу ліній зв'язку може бути істотно скорочено.
Канали зв'язку на основі промислових витих пар
Промислові виті пари (ITP — Industrial Twisted Pair) дозволяють створювати електричні канали зв'язку з підключенням через з'єднувачі D-типу. Довжина лінії зв'язку може досягати 100 м.
Оптичні канали зв'язку
Оптичні канали зв'язку є оптимальним рішенням для побудови резервованих кільцевих топологій мережі. Такі канали зв'язку виконуються оптоволоконним кабелем. Оптичні канали зв'язку не зазнають впливу електромагнітних полів і не вимагають використання додаткової ізоляції.
Бездротові канали зв'язку
Бездротові канали зв'язку використовуються для побудови локальних обчислювальних мереж, що працюють в частотному діапазоні 2.4 ГГц. Компоненти бездротових мереж відповідають вимогам стандарту IEEE 802.11b і забезпечують можливість передачі даних зі швидкістю 1…11 Мбіт/с. Доступ через бездротові канали до локальної мережі Industrial Ethernet здійснюється через модулі RLM (Radio Link Module).
Комбіновані системи
При необхідності в рамках однієї мережі Industrial Ethernet можуть використовуватися різні види каналів зв'язку. Узгодження різних видів каналів зв'язку між собою, що працюють з різними швидкостями передачі (10/100) забезпечують Industrial Ethernet Switches та медіаконвертери.
Приклади реалізації промислового Ethernet
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)
— є відкритою Ethernet-мережею розробки фірми Beckhoff. Протокол забезпечує обмін інформацією в режимі реального часу у мережі на основі витої пари чи волоконно-оптичних засобів та підтримує різноманітні топології. Цей стандарт підтримується EtherCAT Technology Group, що має 168 компаній-членів. Специфікація протоколу EtherCAT доступна лише членам організації.
Profinet
— стандарт промислового Ethernet, що визначається стандартами IEC 61158 та IEC 61784, розроблений і опублікований організацією PROFIBUS International і розвивається компанією Siemens AG і Profibus User Organization. Він регламентує вимоги до устаткування і побудови мережі для передачі даних із швидкістю 100 Мбіт/с в умовах підвищених температурних, механічних і електромагнітних впливів. Дана специфікація дозволяє працювати з такими системами промислових комунікацій: Profibus, Interbus, Devicenet. Взаємодію цих мереж з Profinet забезпечують спеціальні пристрої шлюзування (proxy).
Для конфігурування і діагностики в Profinet використовують протоколи TCP/IP та UDP.
Стандарт Profinet визначає топологію мережі, вимоги до з'єднувачів і прокладки кабелю. Виробники устаткування отримали єдині вимоги для інтерфейсів, а кінцеві користувачі — простий монтаж мережі.
Modbus TCP
— підтримується Schneider Automation, на основі Modbus-протоколу, що добре зарекомендував себе і який будується поверх протоколу TCP/IP стандартних мереж Ethernet. Протокол Modbus розроблений фірмою Modicon (в даний час належить компанії Schneider Electric) для використання в її контролерах з програмованою логікою. Вперше специфікація протоколу була опублікована в 1979 році. Це був відкритий стандарт, що описує формат повідомлень і способи їх передачі в мережі, котра складається з різних електронних пристроїв.
Спочатку контролери Modicon використовували послідовний інтерфейс RS-232. Пізніше став застосовуватися інтерфейс RS-485, так як він забезпечував вищу надійність і дозволяв використовувати довші лінії зв'язку та підключати до однієї лінії декілька пристроїв.
Останньою модифікацією протоколу для передачі даних по мережах Ethernet поверх TCP/IP став Modbus TCP.
Ethernet Powerlink
— це Ethernet-протокол, що працює в режимі реального часу, який поєднує в собі концепцію CANopen з Ethernet-технологіями. Ethernet Powerlink Standardization Group (EPSG) є відкритою асоціацією промислових виробників, науково-дослідних інститутів та кінцевих користувачів в галузі розробки технологій режиму реального часу для Ethernet.
EtherNet/IP є промисловим стандартом мереж, що використовує такі переваги комерційного Ethernet, як серійні апаратні засоби зв'язку та фізичні носії. IP розшифровується як «Industrial Protocol». Цей протокол підтримують ControlNet International (CI), Industrial Ethernet Association (IEA) і Open DeviceNet Vendor Association (ODVA).
Див. також
Посилання
- (англ.)
- (англ.)
- Керівництво для тестування та діагностики мереж Industrial Ethernet[недоступне посилання з лютого 2019](англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Industrial Ethernet promislovij Ethernet ce nazva standartizovanogo variantu merezhevogo protokolu Ethernet adaptovanogo z metoyu zastosuvannya u promislovih umovah dlya avtomatizaciyi ta keruvannya tehnologichnimi procesami Siemens ESM TP80 6GK1105 3AB10 8 portovij RJ45 koncentrator dlya tehnologiyi Industrial EthernetOsnovni zavdannya promislovogo EthernetU comu standarti zastosovano nizku modifikacij z metoyu adaptaciyi Ethernet protokolu dlya potreb virobnichih procesiv shob zabezpechiti keruvannya procesami u realnomu chasi Ostannim chasom ye odnim z najpopulyarnishih protokoliv na bazi yakogo buduyutsya promislovi merezhi Isnuye cile simejstvo protokoliv sho u riznomu stupeni modifikuyut standartnij stek TCP IP dodayuchi do nogo dodatkovo funkciyi sinhronizaciyi novi algoritmi merezhevogo obminu diagnostichni funkciyi algoritmi samokorekciyi Kanalnij i fizichnij rivni modeli OSI vid Ethernet pri comu zalishayutsya nezminnimi sho dozvolyaye vikoristovuvati protokoli realnogo chasu v isnuyuchih merezhah Ethernet na bazi vikoristnnya standartnogo merezhevogo obladnannya Z vikoristannyam cogo protokolu mozhut buti spolucheni i zabezpechuvati informacijnu vzayemodiyu zasobi avtomatizaciyi dlya riznih etapiv tehnologichnogo procesu ta vid riznih virobnikiv Promislovij Ethernet zazvichaj vikoristovuyetsya dlya obminu danimi mizh programovanimi kontrolerami ta sistemami lyudino mashinnogo interfejsu ridshe dlya obminu danimi mizh kontrolerami i znachno ridshe dlya pidklyuchennya do kontroleriv viddalenogo obladnannya davachiv chi vikonavchih mehanizmiv Vimogi do obladnannyaKomponenti sho pracyuyut za protokolom Industrial Ethernet povinni buti adaptovani dlya roboti v suvorih umovah ekstremalnih temperatur vologosti ta vibracij yaki perevishuyut diapazoni dlya IT obladnannya priznachenogo dlya vstanovlennya v kontrolovanih umovah Pri vikoristanni sistem avtomatizaciyi v neopalyuvanih primishennyah chi poza primishennyami vimagayetsya shirshij temperaturnij diapazon roboti obladnannya vid 400C do 700C Tomu ofisne Ethernet ustatkuvannya ne vidpovidaye vimogam promislovoyi avtomatizaciyi Bilshe togo vimogi shodo sertifikaciyi promislovogo obladnannya najchastishe ye unikalnimi i mayut svoyi galuzevi osoblivosti Ustatkuvannya dlya promislovogo Ethernet obov yazkovo povinno projti viprobuvannya na elektromagnitnu sumisnist vidpovidno do vimog IEC 61000 4 IEEE C37 90 Viprbuvannya na vibraciyu IEC 60255 21 i zahist vid popadannya vologi chi storonnih chastok IEC 60529 NEMA 6 IP67 i t d Sered galuzevih standartiv ta sertifikativ varto vidznachiti vimogu na vidpovidnist standartu IEC 61850 3 Merezhi i sistemi zv yazku na pidstanciyah IEC 61850 3 sertifikat Germanischer Lloyd GL abo DNV standarti na vibuhobezpechnist UL1604 ATEX i bagato inshih Kanali zv yazkuU zalezhnosti vid vimog sho stavlyatsya do merezhi Industrial Ethernet dlya peredachi danih mozhut vikoristovuvatisya rizni vidi kanaliv zv yazku Kanali zv yazku na osnovi vitih par FC TP Fast Connect twisted pair vita para dlya shvidkogo montazhu idealnij variant organizaciyi kanaliv zv yazku dlya ofisnih zastosuvan rozshiryuvanij na zastosuvannya v promislovih umovah Pidklyuchennya do merezhevih versij sajtu mozhe zdijsnyuvatisya cherez roz yem RJ45 Zavdyaki specialnomu vikonannya kabelyu FC trivalist montazhu linij zv yazku mozhe buti istotno skorocheno Kanali zv yazku na osnovi promislovih vitih par Promislovi viti pari ITP Industrial Twisted Pair dozvolyayut stvoryuvati elektrichni kanali zv yazku z pidklyuchennyam cherez z yednuvachi D tipu Dovzhina liniyi zv yazku mozhe dosyagati 100 m Optichni kanali zv yazku Optichni kanali zv yazku ye optimalnim rishennyam dlya pobudovi rezervovanih kilcevih topologij merezhi Taki kanali zv yazku vikonuyutsya optovolokonnim kabelem Optichni kanali zv yazku ne zaznayut vplivu elektromagnitnih poliv i ne vimagayut vikoristannya dodatkovoyi izolyaciyi Bezdrotovi kanali zv yazku Bezdrotovi kanali zv yazku vikoristovuyutsya dlya pobudovi lokalnih obchislyuvalnih merezh sho pracyuyut v chastotnomu diapazoni 2 4 GGc Komponenti bezdrotovih merezh vidpovidayut vimogam standartu IEEE 802 11b i zabezpechuyut mozhlivist peredachi danih zi shvidkistyu 1 11 Mbit s Dostup cherez bezdrotovi kanali do lokalnoyi merezhi Industrial Ethernet zdijsnyuyetsya cherez moduli RLM Radio Link Module Kombinovani sistemi Pri neobhidnosti v ramkah odniyeyi merezhi Industrial Ethernet mozhut vikoristovuvatisya rizni vidi kanaliv zv yazku Uzgodzhennya riznih vidiv kanaliv zv yazku mizh soboyu sho pracyuyut z riznimi shvidkostyami peredachi 10 100 zabezpechuyut Industrial Ethernet Switches ta mediakonverteri Prikladi realizaciyi promislovogo EthernetEtherCAT Ethernet for Control Automation Technology ye vidkritoyu Ethernet merezheyu rozrobki firmi Beckhoff Protokol zabezpechuye obmin informaciyeyu v rezhimi realnogo chasu u merezhi na osnovi vitoyi pari chi volokonno optichnih zasobiv ta pidtrimuye riznomanitni topologiyi Cej standart pidtrimuyetsya EtherCAT Technology Group sho maye 168 kompanij chleniv Specifikaciya protokolu EtherCAT dostupna lishe chlenam organizaciyi Profinet standart promislovogo Ethernet sho viznachayetsya standartami IEC 61158 ta IEC 61784 rozroblenij i opublikovanij organizaciyeyu PROFIBUS International i rozvivayetsya kompaniyeyu Siemens AG i Profibus User Organization Vin reglamentuye vimogi do ustatkuvannya i pobudovi merezhi dlya peredachi danih iz shvidkistyu 100 Mbit s v umovah pidvishenih temperaturnih mehanichnih i elektromagnitnih vpliviv Dana specifikaciya dozvolyaye pracyuvati z takimi sistemami promislovih komunikacij Profibus Interbus Devicenet Vzayemodiyu cih merezh z Profinet zabezpechuyut specialni pristroyi shlyuzuvannya proxy Dlya konfiguruvannya i diagnostiki v Profinet vikoristovuyut protokoli TCP IP ta UDP Standart Profinet viznachaye topologiyu merezhi vimogi do z yednuvachiv i prokladki kabelyu Virobniki ustatkuvannya otrimali yedini vimogi dlya interfejsiv a kincevi koristuvachi prostij montazh merezhi Modbus TCP pidtrimuyetsya Schneider Automation na osnovi Modbus protokolu sho dobre zarekomenduvav sebe i yakij buduyetsya poverh protokolu TCP IP standartnih merezh Ethernet Protokol Modbus rozroblenij firmoyu Modicon v danij chas nalezhit kompaniyi Schneider Electric dlya vikoristannya v yiyi kontrolerah z programovanoyu logikoyu Vpershe specifikaciya protokolu bula opublikovana v 1979 roci Ce buv vidkritij standart sho opisuye format povidomlen i sposobi yih peredachi v merezhi kotra skladayetsya z riznih elektronnih pristroyiv Spochatku kontroleri Modicon vikoristovuvali poslidovnij interfejs RS 232 Piznishe stav zastosovuvatisya interfejs RS 485 tak yak vin zabezpechuvav vishu nadijnist i dozvolyav vikoristovuvati dovshi liniyi zv yazku ta pidklyuchati do odniyeyi liniyi dekilka pristroyiv Ostannoyu modifikaciyeyu protokolu dlya peredachi danih po merezhah Ethernet poverh TCP IP stav Modbus TCP Ethernet Powerlink ce Ethernet protokol sho pracyuye v rezhimi realnogo chasu yakij poyednuye v sobi koncepciyu CANopen z Ethernet tehnologiyami Ethernet Powerlink Standardization Group EPSG ye vidkritoyu asociaciyeyu promislovih virobnikiv naukovo doslidnih institutiv ta kincevih koristuvachiv v galuzi rozrobki tehnologij rezhimu realnogo chasu dlya Ethernet EtherNet IP ye promislovim standartom merezh sho vikoristovuye taki perevagi komercijnogo Ethernet yak serijni aparatni zasobi zv yazku ta fizichni nosiyi IP rozshifrovuyetsya yak Industrial Protocol Cej protokol pidtrimuyut ControlNet International CI Industrial Ethernet Association IEA i Open DeviceNet Vendor Association ODVA Div takozhPromislova merezha EthernetPosilannya angl angl Kerivnictvo dlya testuvannya ta diagnostiki merezh Industrial Ethernet nedostupne posilannya z lyutogo 2019 angl