Ethernet industrial

Ethernet industrial (de asemenea, Ethernet industrial ) - Ethernet pentru aplicații industriale. Rețea cu procedură de acces CSMA/CD . Ethernet industrial este utilizat de obicei pentru schimbul de date între controlerele programabile și sistemele de interfață om-mașină, mai rar pentru schimbul de date între controlere și, într-o măsură mai mică, pentru conectarea echipamentelor de la distanță (senzori și actuatoare) la controlere. Esența metodei CSMA/CD, care face imposibilă garantarea schimbului unei cantități mici de informații (unități de octeți) la o frecvență înaltă (cicluri de schimb de milisecunde), împiedică utilizarea pe scară largă a Ethernetului în sarcinile recente.

Recent, a fost una dintre cele mai comune rețele industriale . Este utilizat pe scară largă în automatizarea clădirilor și în zonele care nu necesită o fiabilitate ridicată.

Protocoale în timp real

Pentru a asigura un timp de răspuns garantat, se folosesc protocoale în timp real:

• Profinet
• EtherCAT
• Legătură de alimentare Ethernet
• Ethernet/IP
• SERCOS III
• Extensii LAN pentru instrumentare

Aceste protocoale modifică stiva standard TCP/IP în diferite grade, adăugând la aceasta:

• funcții de sincronizare
• noi algoritmi de schimb de rețea
• funcții de diagnosticare
• metode de autocorecție

Legătura și straturile fizice ale Ethernet rămân neschimbate, ceea ce permite utilizarea protocoalelor în timp real în rețelele Ethernet existente folosind echipamente de rețea standard.

Compararea protocoalelor

Redundanța legăturilor și topologia inelului

Pentru a asigura protecția canalelor de comunicație de la o singură defecțiune, este necesară rezervarea acestora. Redundanța duce inevitabil la apariția secțiunilor inelare ale rețelei - rute închise. Standardul Ethernet oferă doar o topologie arborescentă și nu permite inele, deoarece aceasta duce la bucle de pachete.

Switch -urile moderne tind să accepte protocolul opțional Spanning Tree ( STP , IEEE 802.1d), care vă permite să creați căi de apel pe rețelele Ethernet. Analizând constant configurația rețelei, STP construiește automat o topologie arborescentă, transferând linii de comunicație redundante într-o rezervă. În cazul încălcării integrității rețelei construite în acest mod (defectarea comunicării, de exemplu), STP activează în câteva secunde liniile de rezervă necesare, restabilind structura arborescentă a rețelei. Acest protocol nu necesită configurare inițială și funcționează automat.

O variantă mai puternică a acestui protocol este Rapid Spanning Tree Protocol ( RSTP , IEEE 802.1w), care reduce timpul de reconstrucție a rețelei la câteva milisecunde. Protocoalele STP și RSTP vă permit să creați un număr arbitrar de linii de comunicație redundante și sunt o funcționalitate obligatorie pentru comutatoarele industriale utilizate în rețelele redundante.

Diferențele față de EtherNet obișnuit

• Standarde pentru cabluri și conectori pentru a satisface cerințele specifice industriei: ecranare întărită, rezistență la medii agresive etc.
• Standarde și dispozitive speciale pentru comunicarea cu obiecte în mișcare: cabluri flexibile, dispozitive fără fir
• Adăugarea stivei de protocol TCP / IP cu protocolul RFC1006 (ISO Transport Service) asigură transmiterea regulată și frecventă a unor cantități mici de informații prin rețea, ceea ce este tipic pentru schimbul de date între controlorii industriali
• Cu ajutorul comutatoarelor speciale, este posibilă organizarea unei topologii inelare, care, în cazul unei întreruperi, restabilește comunicarea, adică găsește o nouă cale pentru transmiterea datelor mult mai rapid decât „algoritmul arbore redundant” utilizat în mod convențional. retelelor.
• Utilizarea protocolului IEEE 1588 pentru a sincroniza dispozitivele din rețea.

Avantaje

• preț scăzut
• utilizare largă

Concurenți

• LonWorks  - rețea industrială pentru automatizarea clădirilor
• BACnet  - rețea industrială pentru automatizarea clădirilor
• RS-485  - cea mai simplă și mai ieftină rețea industrială
• CAN  - rețea industrială pentru transport și automatizarea mașinilor
• SERCOS III

Articole

• Proiect tipic pentru automatizarea proceselor bazat pe tehnologia Industrial Ethernet . Jurnalul „Industrial ACS and Controllers” nr. 1, 2005

Note

1. ↑ „IP” înseamnă aici „Protocol industrial”
2. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Consultat la 27 iunie 2009. Arhivat din original pe 5 februarie 2008. (nedefinit) 
3. ↑ EPSG: Știri și evenimente . Consultat la 14 aprilie 2022. Arhivat din original la 25 noiembrie 2019. (nedefinit)

Link -uri

• Asociație - Industrial  Ethernet
•  Ethernet ca tehnologie în timp real
• Ghid de testare și diagnosticare Ethernet industrial  (link nu este disponibil  )