RLC

Průmyslový ethernet

S rozvojem průmyslové regulace a automatizace se stále zvyšují požadavky na rychlost přenosu dat a integraci současných sběrnic s nadřazenými výpočetními systémy. Jednou z možností, jak tyto náročné požadavky splnit, je využití technologie Ethernetu. V průmyslovém prostředí se bude jednat o variantu tzv. průmyslového Ethernetu (Industrial Ethernet), který je založen na běžných standardech Ethernetu podle normy IEEE 802.3. a standardu strukturované kabeláže podle normy ISO/IEC 11 801.

V současné době ale zatím neexistuje hotový standard pro průmyslový Ethernet, vše je ve stadiu návrhů a doporučení. V tomto přehledu dále uvádíme základní rozdíly mezi běžnou a průmyslovou verzí Ethernetu a další doporučení pro aplikaci Ethernetu v průmyslu.

Požadavky na komponenty - definice prostředí

• pro vnitřní - počítá se s rozmezím pracovních teplot od 0°C do +70°C. Jednotlivé komponenty budou umístěny v rozvaděči a měly by tak odpovídat specifikaci IP20.
• pro vnější - je nutné používat komponenty s pracovní teplotou od +40°C nebo -20°C do +80°C a s krytím IP67. Dále je zde třeba počítat s nepříznivými podmínkami jako je prach, vibrace, EMC, působení chemikálií atd...

Topologie kabeláže

Topologie kabeláže pro průmyslový Ethernet vychází z klasických principů strukturované kabeláže. Počítá se zde s větším možným počtem konektorů v sérii v horizontální kabeláži z tzv.patrového rozvaděče u jednotlivých strojů. Také délka tohoto spojení může být delší než klasických 100 m. Pokud bude např.použit optický kabel, lze délku připojení prodloužit až na 2 km pro vícevidová vlákna. V případě použití metalického kabelu CAT5e a maximální přenosové rychlosti 10 Mbit/s, může být linka dlouhá až 185 m.

Z hlediska zapojení se zde také předpokládá používání redundantního spojení do kruhu nejen v oblasti páteře mezi budovami, ale i v oblasti horizontální kabeláže (redundantní spojení pro vyšší nároky na odolnost vůči výpadku linky).

Metalické kabely

Vzhledem k požadavkům na vyšší odolnost proti rušení je třeba používat metalické kabely v provedení se stíněnými páry. Na rozdíl od klasické strukturované kabeláže je možné použít i dvoupárové kabely, které vyhoví pro přenos Fast Ethernetu 100Mbit/s. Protože nepočítáme s použitím 1Gbitového Ethernetu, stačí, aby jednotlivé komponenty vyhověli kategorii CAT5e.

Z hlediska používaných metalických konektorů si můžeme vybrat mezi třemi typy:

• M12-4 konektor je dvoupárový kulatý D konektor s krytím IP67
• RJ-45-IP67 bayonet je klasický konektor RJ-45 s přídavným pláštěm a bajonetovým zámkem s krytím IP67
• RJ-45-IP67 push-pull je klasický konektor RJ-45 s přídavným pláštěm a push-pull zámkem s krytím IP67
  

Optické kabely

Použití optických kabelů je optimální právě v oblasti průmyslu. Optické kabely přináší výhodu dokonalého galvanického oddělení mazi obvody a imunitu vůči vnějšímu rušení. V optických kabelech je možné použít různé typy vláken:

• Plastová vlákna POF 980/1000 μm
  
• Skleněná vlákna s plastovým pláštěm - HCS (Hard Core Silica) 200/230 μm
• Skleněná vícevidová vlákna MM 50/125 μm nebo 62,5/125μm
• Skleněná jednovidová vlákna SM 9/125 μm

Aktivní prvky Ethernet

na místě aktivních prvků pro průmyslový Ethernet se doporučuje používání spíše přepínače se zapojením v plném duplexním režimu a vyhnout se rozbočovačům (HUB) z důvodu vyloučení vzniku kolizí při komunikaci. Zatím se nepředpokládá používání vyšší rychlosti přenosu než 100Mbit (není tedy třeba počítat s rezervou pro 1Gbit/s Ethernet).

• Standardní Ethernet 100Base-X
• Ethernet Power Link(EPL)

Řešení a kontrola sítě Ethernet

Pro vyšší spolehlivost provozu a možnost dálkového dozoru a řízení sítě Ethernet je vhodné použít aktivní prvky vybavené SNMP (Simple Network Management protocol), případně přímo vestavěným web serverem. Vlastní management těchto prvků pak probíhá pomocí řídícího počítače s SNMP systémem nebo pomocí webového rozhraní a internetového prohlížeče. nebo je možné propojit SNMP řízení na integrovaný řídící systém SCADA.