Industrielt Ethernet

Industrielt Ethernet (også Industrial Ethernet ) - Ethernet til industrielle applikationer. Netværk med CSMA/CD- adgangsprocedure . Industrielt Ethernet bruges typisk til dataudveksling mellem programmerbare controllere og menneske-maskine interface-systemer, sjældnere til dataudveksling mellem controllere og i mindre grad til at forbinde fjernudstyr (sensorer og aktuatorer) til controllere. Essensen af ​​CSMA/CD-metoden, som gør det umuligt at garantere udveksling af en lille mængde information (enheder af bytes) ved en høj frekvens (millisekundeudvekslingscyklusser), forhindrer den udbredte brug af Ethernet i nyere opgaver.

For nylig har det været et af de mest almindelige industrielle netværk . Det er meget udbredt i bygningsautomatisering og i områder, der ikke kræver høj pålidelighed.

Realtidsprotokoller

For at sikre garanteret responstid anvendes realtidsprotokoller:

• Profinet
• EtherCAT
• Ethernet strømforbindelse
• Ethernet/IP
• SERCOS III
• LAN-udvidelser til instrumentering

Disse protokoller modificerer standard TCP/IP-stakken i varierende grad og tilføjer den:

• synkroniseringsfunktioner
• nye netværksudvekslingsalgoritmer
• diagnostiske funktioner
• selvkorrektionsmetoder

Linket og fysiske lag af Ethernet forbliver uændrede, hvilket tillader brugen af ​​realtidsprotokoller i eksisterende Ethernet-netværk ved brug af standardnetværksudstyr.

Sammenligning af protokoller

Linkredundans og ringtopologi

For at sikre beskyttelsen af ​​kommunikationskanaler fra en enkelt fejl er det nødvendigt at reservere dem. Redundans fører uundgåeligt til fremkomsten af ​​ringsektioner af netværket - lukkede ruter. Ethernet-standarden giver kun en trætopologi og tillader ikke ringe, da dette fører til pakkeløkker.

Moderne switche har en tendens til at understøtte den valgfrie Spanning Tree Protocol ( STP , IEEE 802.1d), som giver dig mulighed for at oprette ringstier på Ethernet-netværk. Ved konstant at analysere netværkskonfigurationen opbygger STP automatisk en trætopologi, der overfører redundante kommunikationslinjer til en reserve. I tilfælde af krænkelse af integriteten af ​​netværket konstrueret på denne måde (sammenbrud af kommunikation, for eksempel), tænder STP i løbet af få sekunder de nødvendige backup-linjer og genopretter netværkets træstruktur. Denne protokol kræver ikke indledende konfiguration og fungerer automatisk.

En mere kraftfuld variation af denne protokol er Rapid Spanning Tree Protocol ( RSTP , IEEE 802.1w), som reducerer netværksgenopbygningstiden til et par millisekunder. STP- og RSTP-protokollerne giver dig mulighed for at oprette et vilkårligt antal redundante kommunikationslinjer og er en obligatorisk funktionalitet for industrielle switches, der bruges i redundante netværk.

Forskelle fra almindeligt EtherNet

• Standarder for kabler og stik, der opfylder industriens specifikke krav: forstærket afskærmning, modstandsdygtighed over for aggressive miljøer osv.
• Særlige standarder og enheder til kommunikation med objekter i bevægelse: fleksible kabler, trådløse enheder
• Tilføjelsen af ​​TCP/IP protokolstakken med RFC1006 (ISO Transport Service) protokollen sikrer regelmæssig og hyppig transmission af små mængder information over netværket, hvilket er typisk for dataudveksling mellem industrielle controllere
• Ved hjælp af specielle switches er det muligt at organisere en ringtopologi, som i tilfælde af en pause genopretter kommunikationen, det vil sige, finder en ny vej til datatransmission meget hurtigere end den "redundante træalgoritme", der anvendes i konventionel netværk.
• Brug af IEEE 1588 -protokollen til at synkronisere enheder på netværket.

Fordele

• lav pris
• bred brug

Konkurrenter

• LonWorks  - industrielt netværk til bygningsautomatisering
• BACnet  - industrielt netværk til bygningsautomatisering
• RS-485  - det enkleste og billigste industrielle netværk
• CAN  - industrielt netværk til transport og maskinautomatisering
• SERCOS III

Artikler

• Typisk projekt for procesautomatisering baseret på industriel Ethernet teknologi . Tidsskrift "Industrial ACS and Controllers" nr. 1, 2005

Noter

1. ↑ "IP" står her for "Industrial Protocol"
2. ↑ Arkiveret kopi (link ikke tilgængeligt) . Hentet 27. juni 2009. Arkiveret fra originalen 5. februar 2008. (ubestemt) 
3. ↑ EPSG: Nyheder og begivenheder . Hentet 14. april 2022. Arkiveret fra originalen 25. november 2019. (ubestemt)

Links

• Association - Industrielt  Ethernet
•  Ethernet som realtidsteknologi
• Industriel Ethernet-test- og diagnostikvejledning  (link ikke tilgængeligt  )