Wszędzie Ethernet (cz. 3) - Przemysłowy Ethernet

Generalnie zaleca się stosowanie w Ethernecie czasu rzeczywistego przełączników zamiast koncentratorów, które zwiększają ryzyko kolizji, czego następstwem jest zwiększenie opóźnień. Kolejnym sposobem zredukowania liczby kolizji jest wybór systemów przełączających pracujących w dupleksie, a więc pozwalających na równoczesną komunikację w dwóch kierunkach pomiędzy stacjami.

Bardzo ważnym aspektem jest separacja sieci. Utworzenie sieci Ethernet pracującej w czasie rzeczywistym wymaga zbudowania zamkniętego systemu, do którego nie mogą mieć dostępu zewnętrzne magistrale. Warunek ten może być zrealizowany przez zastosowanie bramek (gateway) pomiędzy siecią LAN i RTN (Real Time Network) lub przełącznika.

Połączenia redundantne

Wszędzie Ethernet (cz. 3) - Przemysłowy Ethernet

Połączenia redundantne w fabrycznej części Ethernetu

W komunikacji między maszynami produkcyjnymi oraz w ich nadzorze niezmiernie istotna jest szybka reakcja w razie wystąpienia jakiejkolwiek usterki. Nawet jeśli zostaną przerwane jakieś połączenia bądź ulegnie awarii jedna z jednostek, nie można dopuścić do utraty danych. Decydującym kryterium jest szybkość, z jaką zadziałają połączenia redundantne. Czasy przełączania na poziomie 300-500 ms, wymagane w części aplikacji, są niemal nieosiągalne w wypadku standardowych protokołów stosowanych w Ethernecie.

Protokół STP (Spanning Tree Protocol) nie znajduje zastosowania z prostej przyczyny - jest za wolny. Ponadto należy wziąć pod uwagę, że pakiety w wypadku tego protokołu na drodze od nadawcy do odbiorcy mogą przejść przez najwyżej 7 przełączników. Także jego następca, RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol) nawet w bardzo sprzyjających warunkach osiąga czas przełączania niewiele krótszy niż jedna sekunda.

Warunek szybko działającej redundancji to osiągnięcie 500 ms. Jest to możliwe jedynie w wypadku stosowania dosyć prostych topologii sieciowych, np. pierścienia. Tą problematyką zajmuje się obecnie IEEE-802.

Niektóre firmy opracowały własne protokoły, wykorzystując standardy i uwzględniając dodatkowo priorytety. Gwarantują one czasy przełączania krótsze niż 1s. Ich atutem jest ponadto łatwa konfiguracja. Przykładem tego typu protokołu może być Hiper Ring firmy Hirschmann, który zapewnia przełączenie w ciągu maksimum 500 ms i dopuszcza budowanie pierścienia składającego się najwyżej z 50 stacji. Podobnymi parametrami charakteryzują się protokoły kilku innych producentów.

Niezawodność sprzętu przede wszystkim

Wszędzie Ethernet (cz. 3) - Przemysłowy Ethernet

Zapobieganie przerwom w działaniu przemysłowej sieci Ethernet

Warunki w hali produkcyjnej są trudne dla pracujących tam urządzeń sieciowych. Znaczne wahania temperatury, wilgotność, kurz i inne zanieczyszczenia oraz nieprzewidywalność środowiska to wymogi, którym będą musiały sprostać urządzenia zgodne z przemysłową odmianą Ethernetu.

Produkty "fabrycznego" Ethernetu powinny być budowane z komponentów charakteryzujących się wyższą jakością i niezawodnością, zapewniając tym samym wyższy współczynnik MTBF (Mean Time Between Failure). Przykładem może być eliminacja wentylatorów, odznaczających się krótką żywotnością, i stosowanie redundantnych źródeł zasilania.

Zakres temperatur, w jakim mają pracować, wynosi niekiedy nawet od -40ĽC do +65ĽC. Dodatkowo oczekuje się od nich odporności na wstrząsy, uderzenia, wibracje oraz zgodności z odpowiednimi przepisami (CE, FCC, UL). Odporność fizyczną urządzeń można uzyskać, stosując specjalne obudowy ochronne do "tradycyjnych" jednostek bądź decydując się na zakup wyspecjalizowanych produktów do pracy w takich warunkach (np. wodoodporne przełączniki).


TOP 200