Зашто је индустријски Ethernet дефинитиван избор за умрежавање PLC аутоматизације
Садржај
Овај пост нуди детаљну анализу 3 главна приступа умрежавању ПЛЦ-а: традиционалне генеричке серијске комуникације, затворених власничких магистрала и отвореног, брзог индустријског Етернета.
PLC умрежавање
Како се индустријска аутоматизација продубљује, самостални ПЛЦ модел више није довољан да испуни захтеве производних процедура постројења.
Стабилна и ефикасна интеракциона мрежа је кључна, било да се ради о синхронизацији података између ПЛЦ-ова или о заједничком раду између ПЛЦ-ова и хост система (као што су ХМИ и SCADA), и паметне уређаје (као што су роботика и променљива регуларност погони).
Издржљива мрежна опција је посебно важна код великих задатака са дисперзованим контролним тачкама и захтевом за даљинским управљањем и одржавањем.
Тренутно, иновације у мрежном развоју ПЛЦ-а могу се поделити у три главне групе: оне засноване на генеричким серијским портовима, власничким магистралама и стандардном индустријском етернету. Свака стратегија има свој посебан историјски контекст и сценарије примене, али је правац техничког развоја потпуно јасан.
1. Ограничења генеричке серијске комуникације
Комуникација заснована на генеричким серијским портовима као што су RS-232 или RS-485 била је један од најранијих приступа умрежавању. Она повезује више PLC-ова са системом главног рачунара путем компоненте за серијско комуницирање PLC-а, функционишући слично рачунарској вези.
ПредностиЈедноставан је за имплементацију и јефтин, што га чини исплативим решењем за системе управљања од тачке до тачке или мале системе управљања на кратким даљинама.
НедостациМане овог приступа су очигледне. Прво, пружа малу брзину; брзина RS-232 је типично испод 115,2 kbps, и док је RS-485 мало бржи, није ни близу довољног за огромне захтеве преноса информација савременог сектора. Друго, његов домет преноса је кратак, са ефикасним дометом RS-232 од само око 15 метара. На крају, има слабе способности спречавања сметњи и сложено умрежавање, посебно како се број чворова повећава. Ово захтева гломазне програме и конфигурацију и чини мрежу склоном електромагнетним сметњама у индустријским окружењима.
Сходно томе, генеричка серијска комуникација се сада углавном користи за повезивање једноставних помоћних уређаја са ниским захтевима за рад у реалном времену.
2. Препреке добављача: Ера власничког Fieldbus-а
Да би се решили недостатака серијске комуникације, главни произвођачи ПЛЦ-а, као што су Siemens и Rockwell Automation, увели су сопствене ексклузивне процедуре за филдбусове, као што су PROFIBUS, DeviceNet и CC-Link.
ПредностиРазвијени за одређене комерцијалне услове, патентирани магистрали пружају високу безбедност и детерминизам у реалном времену, гарантујући поуздану испоруку информација у делићу секунде. Због тога су веома погодни за примене управљања у затвореној петљи са ригорозним потребама у реалном времену, као што је управљање кретањем великом брзином.
НедостациЊихове највеће слабости су ексклузивна природа и висока цена. Магистралне процедуре различитих произвођача су некомпатибилне, што ствара „закључавање произвођача“. Чим се изабере одређени бренд PLC-а, накнадни развојни уређаји (као што су погони и I/O компоненте) морају бити од истог бренда или користити одговарајући метод. Ово не само да ограничава индивидуални избор, већ и значајно повећава укупне трошкове система и проблеме одржавања. Штавише, интеграција fieldbus-ова са ИТ мрежама предузећа је сложена, што омета несметан проток производних података до управљачког нивоа.
3. Будући стандард: Успон индустријског етернета
Са дубоком конвергенцијом информационе технологије (ИТ) и оперативне технологије (ОТ), појавио се индустријски Етернет, заснован на стандардној Етернет технологији. Репрезентативне методе укључују PROFINET, EtherNet/IP и Modbus TCP. Ова иновација користи потпуно развијени TCP/IP системски пакет за индустријске услове, стварајући отворену, брзу и скалабилну комуникациону платформу.
Архитектура системаТипичан индустријски Етернет систем је обично подељен на три слоја: горњи слој се састоји од станице за надзор са индустријским рачунарима или серверима; средњи слој је мрежни оквир, састављен од индустријских прекидача и каблова са упреденим парицама или оптичких влакана; доњи слој је контролна станица која повезује PLC-ове, сензори, и актуатори.
Основне предности
Велика брзина и велики пропусни опсегИндустријски Етернет брзо омогућава пренос података од 100 Mbps, 1 Gbps, или чак и више, са могућношћу преноса различитих врста података, укључујући контролне сигнале, дијагностичке информације и видео токове.
Отвореност и интероперабилностНа основу глобално прихваћених Ethernet критеријума, уређаји различитих произвођача могу постићи интероперабилност све док прате потпуно исту индустријску Ethernet процедуру, рушећи баријере ексклузивних магистрала.
Беспрекорна ИТ/ОТ конвергенцијаУпотреба TCP/IP протокола омогућава фабричкој мрежи да се изворно интегрише са корпоративном канцеларијском мрежом (ERP, MES системи), што је фундаментално за имплементацију Индустријског интернета ствари (IIoT) и паметне производње.
Флексибилност и скалабилностПодржава бројне прилагодљиве мрежне топологије као што су звезда, прстен и линија, олакшавајући припрему мреже и будући раст.
Моћне дијагностичке могућностиПружа богату колекцију уређаја за дијагностику мреже који могу брзо лоцирати тачке кварова, побољшавајући одржавање система.
Иако повезивање традиционалних серијских уређаја на Етернет мрежу може првобитно захтевати конверторе процедура и подразумевати одређене трошкове хардвера, дугорочне темељне предности и будућа компатибилност далеко надмашују ову почетну инвестицију.
Методе основне мреже: упоредна анализа
Да би се јасније истакле разлике између 3 методе умрежавања ПЛЦ-а, следећа табела пружа детаљно поређење:
| Феатуре | Генерички серијски (нпр. RS-485) | Власнички Fieldbus (нпр. PROFIBUS DP) | Индустријски Ethernet (нпр. PROFINET/EtherNet/IP) |
|---|---|---|---|
| Брзина комуникације | Ниско (типично < 10 Mbps) | Средње (до 12 Mbps) | Веома високо (100 Mbps / 1 Gbps / више) |
| Трансмиссион Дистанце | Средње (до ~1200 метара) | Дугачак (зависи од брзине и кабла) | Веома дугачак (100 метара са бакром, десетине километара са влакнима) |
| Отвореност | Добро | Лоше (зависност од добављача) | Одлично (на основу стандардног Ethernet-а и TCP/IP-а) |
| Трошкови умрежавања | Ниско | Високо | Средње (трошкови хардвера настављају да се смањују) |
| Могућност ИТ интеграције | Лоше, захтева капије | Лоше, захтева сложене приступне путеве | Одлична, беспрекорна интеграција |
| Детерминизам у реалном времену | Сиромашно | Одлично | Одлично (преко технологија као што су RT/IRT) |
| Тополошка флексибилност | Ограничено (аутобус) | Ограничено (аутобус) | Одлично (звезда, прстен, линија, итд.) |
| Типичне апликације | Једноставне везе уређаја малих размера | Управљање производном линијом са високим захтевима у реалном времену | Аутоматизација целог погона, паметна производња, апликације са интензивним коришћењем података |
Омогућите своје пројекте потпуно новим, оригиналним Omron, Mitsubishi, Schneider PLC-ом – на лагеру, спреман одмах!
Закључак
Анализа јасно показује да, иако су генеричке серијске и власничке филдбус технологије играле важну улогу у одређеним историјским периодима и контекстима примене, њихова ограничења су све очигледнија у новој индустријској револуцији.
Индустријски Ethernet, са својом изузетном брзином, видљивошћу, свестраношћу и моћним могућностима ИТ асимилације, постао је водећа опција за умрежавање PLC аутоматизације. Он не само да задовољава данашње сложене захтеве управљања, већ и отвара пут предузећима ка преласку ка Индустријском интернету ствари (IIoT), аналитици великих података и апликацијама у облаку. Избор индустријског Ethernet-а указује на избор ефикаснијег, скалабилнијег и будућности спремнијег дизајна аутоматизације.
Контактирајте нас
Само попуните своје име, адресу е-поште и кратак опис вашег упита у овом обрасцу. Контактираћемо вас у року од 24 сата.
Ове теме могу такође бити интересантне
ПЛЦ вс ПЦ: кључне разлике у индустријској аутоматизацији
У домену индустријске аутоматизације, избор између програмабилног логичког контролера (ПЛЦ) и персоналног рачунара (ПЦ) може значајно утицати на оперативну ефикасност и перформансе система. Овај чланак се бави основним разликама између ове две технологије, помажући вам да донесете информисане одлуке за ваше потребе аутоматизације.
Релејни ПЛЦ у односу на ПЛЦ транзистор: који одговара вашим потребама контроле?
Релејни ПЛЦ у односу на ПЛЦ транзистор: који одговара вашим потребама контроле? У свету индустријске аутоматизације, одабир правог
Навигација у будућност: распакивање тренутног стања индустрије индустријске аутоматизације
Индустрија индустријске аутоматизације развија се брзином без преседана. Овај чланак се бави тренутним стањем овог динамичног сектора, истражујући кључне трендове, величину тржишта и будуће пројекције. Неопходно је прочитати јер пружа свеобухватан преглед о томе где индустрија данас стоји и куда иде, нудећи вредне увиде за све који су заинтересовани или су укључени у индустријску аутоматизацију.