De ce Ethernetul Industrial este alegerea definitivă pentru rețelele de automatizare PLC
Cuprins
Această postare oferă o analiză amănunțită a 3 abordări principale de rețea PLC: comunicarea serială generică tradițională, magistralele de câmp proprietare închise și Ethernetul industrial deschis, de mare viteză.
Rețele PLC
Pe măsură ce automatizarea industrială se adâncește, tehnologia independentă PLC Modelul nu mai este suficient pentru a îndeplini cerințele procedurilor de producție ale instalației.
O rețea de interacțiune stabilă și eficientă este crucială, fie pentru sincronizarea datelor între PLC-uri, fie pentru lucrul în comun între PLC-uri și sistemele gazdă (cum ar fi HMI și SCADA) și gadgeturi inteligente (cum ar fi robotica și tehnologia de regularitate variabilă conduce).
O opțiune de rețea durabilă este deosebit de importantă în cazul sarcinilor la scară largă, cu puncte de control dispersate și cerințe de operare și întreținere de la distanță.
În prezent, inovațiile principale în domeniul rețelelor PLC pot fi împărțite în trei grupuri majore: cele bazate pe porturi seriale generice, magistrale de câmp proprietare și Ethernet industrial standard. Fiecare strategie are contextul istoric și scenariile de aplicare specifice, însă direcția dezvoltării tehnice este în mare măsură clară.
1. Limitările comunicării seriale generice
Comunicarea bazată pe porturi seriale generice, cum ar fi RS-232 sau RS-485, a fost una dintre primele abordări de creare a rețelelor. Aceasta conectează mai multe PLC-uri cu un sistem de computer gazdă prin componenta de comunicație serială a PLC-ului, funcționând similar unei legături de computer.
AvantajeEste ușor de implementat și are un preț redus, ceea ce îl face un remediu eficient din punct de vedere al costurilor pentru sistemele de control punct-la-punct sau pentru cele mici, pe distanțe scurte.
DezavantajeDezavantajele acestei abordări sunt evidente. În primul rând, oferă o viteză redusă; rata RS-232 este de obicei sub 115,2 kbps și, deși RS-485 este puțin mai rapid, este departe de a fi suficient pentru cerințele uriașe de transmitere a informațiilor din sectorul contemporan. În al doilea rând, raza sa de transmisie este scurtă, raza eficientă a RS-232 fiind de doar aproximativ 15 metri. În cele din urmă, are capacități anti-interferențe slabe și o rețea complexă, în special pe măsură ce numărul de noduri crește. Acest lucru necesită programe și configurații greoaie și face ca rețeaua să fie predispusă la interferențe electromagnetice în mediile industriale.
Prin urmare, comunicarea serială generică este acum utilizată în mare parte pentru conectarea dispozitivelor auxiliare simple cu cerințe reduse în timp real.
2. Bariere pentru furnizori: Era magistralelor de câmp proprietare
Pentru a scăpa de deficiențele comunicației seriale, marii producători de PLC-uri, precum Siemens și Rockwell Automation, au introdus propriile proceduri exclusive de magistrală de câmp, cum ar fi PROFIBUS, DeviceNet și CC-Link.
AvantajeDezvoltate pentru anumite medii comerciale, magistralele proprietare oferă securitate ridicată și determinism în timp real, garantând livrarea fiabilă a informațiilor în câteva fracțiuni de secundă. Acest lucru le face foarte potrivite pentru aplicații de control în buclă închisă cu nevoi riguroase în timp real, cum ar fi controlul mișcării de mare viteză.
DezavantajeCele mai mari puncte slabe ale lor sunt natura lor exclusivă și costul ridicat. Procedurile magistralelor de rețea ale diferiților furnizori sunt incompatibile, dezvoltând fenomenul de „blocare a furnizorului”. De îndată ce este aleasă o anumită marcă de PLC, dispozitivele de dezvoltare ulterioare (cum ar fi unitățile de acționare și componentele I/O) trebuie să fie de la aceeași marcă sau să utilizeze o metodă adecvată. Acest lucru nu numai că restricționează alegerea individuală, dar crește substanțial costul total al sistemului și problemele de întreținere. În plus, integrarea magistralelor de câmp cu rețelele IT ale întreprinderilor este complexă, împiedicând fluxul fără întreruperi al datelor de producție către nivelul de management.
3. Standardul viitorului: Ascensiunea Ethernet-ului industrial
Odată cu convergența profundă dintre tehnologia informației (IT) și tehnologia operațională (OT), a apărut Ethernet-ul industrial, bazat pe tehnologia Ethernet standard. Printre metodele reprezentative se numără PROFINET, EtherNet/IP și Modbus TCP. Această inovație folosește tehnologia TCP/IP complet dezvoltată în circumstanțe industriale, creând o platformă de comunicații deschisă, de mare viteză și scalabilă.
Arhitectura sistemuluiUn sistem Ethernet industrial tipic este de obicei împărțit în trei straturi: stratul superior constă dintr-o stație de monitorizare cu PC-uri industriale sau servere; stratul intermediar este structura rețelei, alcătuită din switch-uri industriale și cabluri torsadate sau fibră optică; stratul inferior este stația de control, care conectează PLC-uri. senzoriși actuatoare.
Avantaje principale
Viteză mare și lățime de bandă mareEthernetul industrial oferă rapid transfer de date de 100 Mbps, 1 Gbps sau chiar mai mult, cu capacitatea de a transporta diferite tipuri de date, inclusiv semnale de control, date de diagnosticare și fluxuri video.
Deschidere și interoperabilitatePe baza criteriilor Ethernet acceptate la nivel global, dispozitivele de la diferiți producători pot obține interoperabilitate atâta timp cât respectă exact aceeași procedură Industrial Ethernet, eliminând barierele magistralelor exclusive.
Convergență IT/OT fără problemeUtilizarea protocolului TCP/IP permite rețelei din fabrică să se integreze nativ cu rețeaua sediului central (sisteme ERP, MES), ceea ce este fundamental pentru implementarea Internetului Industrial al Lucrurilor (IIoT) și a producției inteligente.
Flexibilitate și scalabilitateAcesta susține numeroase topologii de rețea adaptabile, cum ar fi stea, inelar și liniar, facilitând pregătirea rețelei și creșterea viitoare.
Capacități puternice de diagnosticareOferă o colecție bogată de dispozitive de diagnosticare a rețelei care pot localiza prompt punctele de eroare, îmbunătățind mentenabilitatea sistemului.
Deși conectarea dispozitivelor seriale tradiționale la o rețea Ethernet ar putea necesita inițial convertoare de proceduri și ar putea implica un anumit cost hardware, beneficiile complete pe termen lung și compatibilitatea viitoare depășesc cu mult această primă investiție financiară.
Metode de rețea de bază: o analiză comparativă
Pentru a evidenția mai clar diferențele dintre cele 3 sisteme de conectare în rețea PLC, tabelul următor oferă o comparație completă:
| Caracteristică | Serială generică (de exemplu, RS-485) | Magistrală de câmp proprietară (de exemplu, PROFIBUS DP) | Ethernet industrial (de exemplu, PROFINET/EtherNet/IP) |
|---|---|---|---|
| Viteză de comunicare | Scăzut (de obicei < 10 Mbps) | Mediu (până la 12 Mbps) | Foarte mare (100 Mbps / 1 Gbps / Mai mare) |
| Distanța de transmisie | Mediu (Până la ~1200 metri) | Lung (Depinde de viteză și cablu) | Foarte lung (100 m cu cupru, zeci de kilometri cu fibră) |
| Deschidere | Bun | Slab (Furnizor blocat) | Excelent (bazat pe Ethernet standard și TCP/IP) |
| Costul rețelei | Scăzut | Ridicat | Mediu (Costurile hardware continuă să scadă) |
| Capacitate de integrare IT | Slab, necesită gateway-uri | Slab, necesită gateway-uri complexe | Integrare excelentă, fără probleme |
| Determinism în timp real | Sărac | Excelent | Excelent (prin tehnologii precum RT/IRT) |
| Flexibilitate topologică | Limited (Autobuz) | Limited (Autobuz) | Excelent (Stea, Inel, Linie etc.) |
| Aplicații tipice | Conexiuni simple și la scară mică pentru dispozitive | Controlul liniei de producție cu cerințe ridicate în timp real | Automatizare la nivelul întregii fabrici, producție inteligentă, aplicații cu consum mare de date |
Impulsionează-ți proiectele cu PLC-uri Omron, Mitsubishi, Schneider noi și originale – în stoc, gata acum!
Concluzie
Analiza arată clar că, deși tehnologiile generice seriale și proprietare de magistrală de câmp au jucat roluri importante în perioade istorice și contexte de aplicare specifice, limitele lor sunt din ce în ce mai evidente în noua revoluție industrială.
Industrial Ethernet, cu rata sa excepțională, vizibilitatea, versatilitatea și capacitățile puternice de asimilare IT, a devenit opțiunea principală pentru rețelele de automatizare PLC. Nu numai că satisface cerințele complexe de control actuale, dar deschide și calea pentru ca întreprinderile să treacă la Internetul Industrial al Lucrurilor (IIoT), analiza big data și aplicațiile de platformă cloud. Alegerea Industrial Ethernet indică alegerea unui design de automatizare mai eficient, scalabil și pregătit pentru viitor.
Contactaţi-ne
Doar completați numele dvs., adresa de e-mail și o scurtă descriere a solicitării dvs. în acest formular. Vă vom contacta în termen de 24 de ore.
Categoria de produs
Produse de vânzare fierbinte
De asemenea, puteți găsi aceste subiecte interesante
Ce este un panou PLC? Un ghid pentru automatizarea electrică
Panoul de control PLC este piatra de temelie a automatizării industriale moderne, orchestrând procese complexe cu precizie și eficiență. Înțelegerea ce este un panou PLC și cum funcționează este esențială pentru oricine implicat în operațiuni industriale. Acest ghid cuprinzător va lumina lumea controlerelor logice programabile și rolul lor esențial în automatizarea proceselor industriale.
De ce afacerea dvs. are nevoie de o unitate de frecvență variabilă
De ce afacerea dvs. are nevoie de o unitate de frecvență variabilă Când gestionați operațiunile industriale, optimizarea eficienței energetice, menținând în același timp performanța, este crucială.
Reformarea condensatorului: readuceți la viață VFD-ul dvs. după depozitare
Acest articol explorează procesul critic de reformare a condensatorului pentru unitățile de frecvență variabilă (VFD) care au fost depozitate. Dacă sunteți în industria producției de mașini și echipamente sau oferiți soluții din fabrică, înțelegerea acestui proces este crucială pentru a preveni timpii de nefuncționare și pentru a asigura longevitatea echipamentului dumneavoastră. Vom analiza de ce este necesară reformarea condensatorului, cum funcționează și ce pași puteți lua pentru a vă proteja VFD-urile.