Особенности реализации сети industrial ethernet

Ограничения, которые должны быть устранены, чтобытехнологиюЕТНЕRNЕТ можно применять в качестве основы для создания ПКС следующие.

ЕТНЕRNЕТ не гарантирует ни постоянного, ни просто опреде­ленного минимального значения скорости обмена данными. В сетях технологического уровня такого быть не должно, реакция системы управления на изменение об­становки должны быть абсолютно предсказуемы.

Хрупкий стандартный разъем RJ45, которым подключаются к сети офисные компьюте­ры, не подходит для использования в промышленных условиях. С другой стороны, исполь­зование другого типа разъема резко сузит выбор сетевых устройств и сведет на нет одно из основных преимуществЕТНЕRNЕТ - изобилие дешевого сетево­го оборудования.

Активное сетевое оборудование (коммутаторы, концентраторы, повторители) и применяемые витые пары различных категорий не предназначены для работы в условиях промышленной среды.

При передаче по протоколу ТСР/IР данные не структури­руются, протокол просто разбивает исходный массив на пакеты произвольным образом в зависимости от те­кущей загрузки сети, а потом собирает их на месте, проверяя правильность сборки по контрольным суммам. Поэтому надежность передачи в значительной мере достигается повторными передачами пакетов, что не всегда допустимо в ПКС. При переда­че по ПКС данные строго структу­рированы, и каждый бит имеет совершенно опреде­ленную интерпретацию в зависимости от места в па­кете, которое он занимает, причем любое нарушение структуры пакета диагностируется как ошибка и влечете за собой соответствующие действие системы. На эту интерпретацию тратится время (отсюда более низкие скорости), ради нее создается специальное оборудование малой серийности, что увеличивает его стоимость.

Разработчикам INDUSTRIAL ETHERNET удалось решить возникшие проблемы, и в настоящее время эта ПКС создана и активно расширяет сферу своего применения.

Еще на уровне офисных приложений была решена проблема недерминированности ЕТНЕRNЕТ. Переход от концентраторов (hub) к коммутаторам (switch) и полудуплексных каналов связи к дуплексным позволил снять вопрос о возможности блокировки обмена по сетевому каналу из-за многочисленных коллизий информационных кадров Благодари своим интеллектуальным возможностям, коммутатор направляет полученный информационный кадр только на то подключение, где реально находится абонент, а не широковещательно во всю сеть. В результате общий объем трафика в сети многократно сокращается. Фактическая топология «общая шина» на логическом уровне трансформируется в топологию «каждый с каждым», обеспечивая гарантированную доставку данных.

Одним из основных препятствий к применению ЕТНЕRNЕТ в АСУТП всегда было несоответствие между исполнением аппаратных средств и условиями их применения в промышленности. Сейчас ситуация изменилась, появился целый ряд концентраторов, коммутаторов, выполненных в соответствии с требованиями промышленных условий эксплуатации. Такие устройства выпускаются фирмами Advantech (ADAM-6510), Hirshman и WAGO(758-500) и т.п.

Концентраторы и коммутаторы фирмы позволяют реализовать фирменное системное решение производителя, гиперкольцо, позволяющее с помощью минимальных затрат многократно повысить надежность системы коммуникации. Замкнув кольцо, то есть про­ложив один дополни­тельный кабель, разработчик распреде­ленного АСУТП получает гарантию са­мовосстановления системы при возникновении самой тяжелой для любой сети аварийной ситуации, такой как обрыв кабеля или выход из строя како­го-либо узла. Восстановление нор­мального информационного обмена осуществляется без участия человека за минимальное время (не более 500 мс). В зависимости от условий эксплуата­ции и степени удаленности оборудования разработчик комплекса АСУТП может применять экранированную витую пару, многомодовое или одномодовое оптоволокно.

На сегодняшний день имеется достаточный набор аппа­ратных средств, с помощью которых можно протянуть линию ЕТНЕRNЕТ с верхнего (офисного) «этажа» АСУТП предприятия на нижний — в цех. Таким образом, реализуется унифицированное сетевое решение в распределенной АСУТП на основе этой технологии: ETHERNET в АСУП и INDUSTRIAL ETHERNET в АСУТП. Это снижает затраты на создание распределенных АСУ предприятия.

В настоящее время применяются различные спецификации INDUSTRIAL ETHERNET:

ЕТНЕRNЕТ/IP;

PROFIBUS ON ЕТНЕRNЕТ;

ЕТНЕRNЕТ ON FOUNDATION FIELDBUS.

Дата добавления: 2015-07-24