600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Что такое промышленный Ethernet и чем он отличается от стандартного Ethernet?

Преобразователи частоты

Вы, вероятно, знакомы с Ethernet — сетевым протоколом, который позволяет компьютерам (обычно в офисах, школах или коммерческих средах) обмениваться файлами, просматривать Интернет и получать доступ к принтерам и другому оборудованию, подключенному к сети.Ethernet был разработан для высокоскоростной передачи данных и является эффективным, простым и гибким. И, возможно, это самый широко распространенный сетевой протокол в мире. Эти факторы, наряду с низкой стоимостью внедрения, сделали Ethernet привлекательной сетевой технологией для промышленных сред.

Однако фундаментальной проблемой при использовании стандартного Ethernet в промышленных условиях был тот факт, что протокол TCP/IP для маршрутизации и доставки данных по своей сути не обеспечивает детерминированную (гарантированную) производительность в реальном времени, требуемую во многих приложениях автоматизации и обработки данных. Но физическое оборудование, используемое в сетях Ethernet, могло бы.

Промышленным приложениям требовался новый протокол реального времени, разработанный для использования физических уровней Ethernet, который также мог бы обеспечивать детерминированную связь между контроллерами машин, датчиками, исполнительными механизмами и другими устройствами. Исходя из этой предпосылки, был разработан промышленный Ethernet.

Ethernet определяется Стандарт IEEE 802.3 и определяет физические уровни функциональности сети и уровни канала передачи данных. TCP/IP это набор протоколов, используемых поверх уровня канала передачи данных Ethernet, которые обеспечивают связь по Ethernet. TCP — это протокол управления транспортом, который обеспечивает полную и безошибочную доставку пакетов данных. IP — это интернет-протокол, который маршрутизирует пакеты данных на основе их IP-адреса.

Промышленный Ethernet относится к набору протоколов Ethernet, которые основаны на стандартном оборудовании Ethernet (физический уровень и уровень канала передачи данных) и интернет-протоколах (сетевой и транспортный уровни) вместе с проприетарным прикладным уровнем. Протокол прикладного уровня гарантирует передачу правильных данных и их получение тогда и там, где это необходимо для конкретной операции.

Точно так же, как стандартный Ethernet позволяет обмениваться файлами и получать доступ к сетевым устройствам в офисе, промышленные протоколы Ethernet позволяют контроллерам получать доступ к данным в дисководах, ПЛК, рабочих станциях и устройствах ввода-вывода на заводе.

Промышленные протоколы Ethernet используют один из трех подходов для обеспечения детерминизма в структуре, основанной на Ethernet. Первая такая архитектура, известная как стандартное программное обеспечение /Стандартный Ethernet, использует стандартный Ethernet с протоколом TCP/IP, но с механизмами, встроенными в верхний (прикладной) уровень для обеспечения связи в реальном времени. Ethernet/IP основан на этой архитектуре.

Другая архитектура, известная как Open Software/Standard Ethernet, использует стандартные уровни Ethernet с новыми (стандартными) протоколами, которые управляют доступом к сети и синхронизируют данные, отправляемые с каждого узла (устройства), чтобы гарантировать, что приоритетные данные отправляются первыми. Ethernet POWERLINK использует эту архитектуру.

Третья архитектура, используемая протоколами промышленного Ethernet, известная как Open Software/Modified Ethernet, основана на стандартном оборудовании Ethernet, но использует новые протоколы и дополнительное, дополняющее оборудование для обеспечения детерминизма. EtherCAT, SERCOS III и PROFINET IRT все используют эту архитектуру, но делают это с различным оборудованием и транспортными механизмами.

В дополнение к этим архитектурным модификациям для промышленного Ethernet часто требуется более надежное оборудование, такое как кабели и разъемы, чем используется в стандартном Ethernet, чтобы выдерживать суровые условия окружающей среды, характерные для большинства промышленных установок. Многие промышленные приложения Ethernet также требуют тщательного экранирования, заземления и фильтрации для устранения электромагнитных помех (EMI или шума), распространенных в заводских настройках.