Основные отличия офисного Ethernet от промышленного Ethernet / Ethernet vs Industrial Ethernet
• Продукция Industrial Ethernet состоит из управляемых и неуправляемых коммутаторов, маршрутизаторов и различных медиа-конверторов используемых для подключения современных устройств автоматизации. • Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) определяет Industrial Ethernet как технологию совместимую с семейством стандартов IEEE 802.3, но при этом, Industrial Ethernet удовлетворяет требованиям эксплуатации на промышленном производстве и может применяться в различных бизнес-приложениях. • За прошедшие 30 лет стандарт Ethernet неоднократно усовершенствовался и в настоящий момент является безальтернативным вариантом построения систем промышленной автоматизации и систем управления промышленными процессами (АСУТП).
Отсутствие вентиляторов Основной причиной выхода из строя компьютерного оборудования является неисправность систем охлаждения. Вентилятор, принудительного охлаждения, вышедший из строя приводит к нестабильной работе коммутатора и его зависанию. Необходимо помнить, что оборудование с вентиляторами накладывает определенные требования на чистоту воздуха в помещении, что в условиях Российской действительности практически никогда не соблюдается. В отличие от офисной техники, Industrial Ethernet оборудование не содержит вентиляторов, что позволяет использовать их в запыленных помещениях и в местах где затруднен доступ к оборудованию для регулярного профилактического обслуживания. В результате отсутствия движущихся частей, промышленное Industrial Ethernet оборудование многократно превосходит офисное по времени наработки на отказ (MTBF не менее 15 лет).
Широкий температурный диапазон
Офисное оборудование, как правило, работает при положительных температурах (от +5°C до +40°C), в то время, как промышленные котроллеры (PLC) работают при температурах от 0°C до +60°C. Из этого можно сделать вывод, что оборудование Ethernet должно иметь равные или лучшие температурные характеристики, чем оборудование с которым оно соединяется. При использовании систем автоматизации в неотапливаемых помещениях или на улице, требуется еще более широкий температурный диапазон от -40°C до +70°C. В результате, мы видим, что офисное оборудование не удовлетворяет стандартным промышленным требованиям к температурному диапазону работы. Стоит заметить, что коммутаторы Industrial Ethernet полностью совестимы с офисным оборудованием, что позволяет применять данное оборудование при автоматизации жилых домов, коттеджей, информатизации крытых торговых рынков, оптовых баз (включая складские помещения ангарного типа) и супермаркетов автоматизация инфраструктуры).
Надежное крепление (монтаж) Промышленные устройства автоматизации и управления, как правило, крепятся на DIN-рельсе (DIN-Rail) монтируемом на специальных панелях устанавливаемых в шкафах. Крепление устройств на DIN-рельс делает легким их установку и предоставляет возможность быстрой замены. Офисное оборудование предназначено для установки на столах или 19'' шкафу в результате чего отсутствует возможность надежной установки офисного оборудования вне стен офиса.
Пример крепления Hirschmann на Din-рельсе
Низковольтное электропитание
Как правило, промышленные системы подключаются к сети электропитания с помощью низковольтного преобразователя напряжения (например из 220VAC в 24VDC) или низковольтного блока питания (24VDC). Industrial Ethernet оборудование должно удовлетворять работе в широком диапазоне входных напряжений переменного или постоянного тока. Как правило эта возможность обусловлена наличием широкодиапазонного блока питания DC-DC, который может работать в условиях нестабильного электропитания благодаря наличию входного конденсатора большой емкости, и, позволяет выдерживать кратковременные перепады напряжения. Так же, оборудование Industrial Ethernet предусматривает резервирование источников питания.
Офисные устройства, обычно, подключаются к сети постоянного тока с помощью не резервируемого внешнего блока питания (220VAC-12VDC), который практически невозможно установить в шкафу автоматизации. На оборудовании Industrial Ethernet подключение токоведущих проводов осуществляется с помощью винтовых зажимов (клеммных колодок), что гарантирует от случайного выключения и обеспечивает устойчивость к вибрации. Очевидно, что офисные типы подключения электричества с помощью штекеров не обеспечивают устойчивости к вибрации и прочим внешним факторам воздействия.
Резервирование
Для большинства офисных применений, выход из строя компьютерной сети на несколько минут или даже часов, не является критичным. Любой из Вас может вспомнить, случаи когда во время рабочего дня нерадивые системные администраторы перезагружали сервер или меняли активное оборудование, и при этом ничего катастрофического не произошло. Однако, для промышленного применения вышеописанные случаи недопустимы! Представьте себе, что ваша компьютерная сеть вышла из строя во время производственного цикла, представьте себе неработающую в течении пяти минут систему охранного виденаблюдения… все это приводит к авариям, экологическим бедствиям, случаям воровства и вандализма… потери, даже от одной минуты простоя, могут быть необратимые последствия. Именно по этой причине компания Hirschmann используют в своем оборудовании высокоскоростную технологию восстановления работоспособности HIPER-Ring, которая многократно превосходит по скорости офисный Spanning-Tree (STP) и RSTP.
Дополнительные интерфейсы
В целях большей интеграции с системами управления производством, промышленные коммутаторы имеют «сигнальный контакт» с помощью которого возможно информирование (сигнализация) систем АСУТП о частичной неисправности коммутатора или сети (потеря резервного электропитания, обрыв линии связи). Дополнительное программное обеспечение (OPC) позволяет получить доступ к SNMP настройкам коммутатора из различных SCADA систем.
Нормативные требования
Офисное Ethernet оборудование не отвечает требованиям промышленной автоматизации. Более того, требования по сертификации промышленного оборудования, зачастую являются уникальными и имеют свои "отраслевые" особенности. Industrial Ethernet оборудование обязательно должно пройти тесты на электромагнитную совместимость (EMC) согласно требованиям IEC 61000-4, IEEE C37.90. Тесты на вибрацию IEC 60255-21 и защиту от попадания влаги или посторонних частиц IEC 60529, NEMA 6 (IP67) и т.д. Среди отраслевых стандартов и сертификатов стоит отметить требование на соотвествие стандарту IEC 61850-3 (Сети и системы связи на подстанциях МЭК 61850-3), сертификат Germanischer Lloyd (GL) или DNV, стандарты на взрывобезопасность UL1604 (ATEX) и многие другие.
Увеличенный жизненный цикл
Очень часто офисное оборудование морально устаревает уже через несколько месяцев после его приобретения. Поэтому, оборудование устанавливаемое на завод или нефтепровод должно иметь гарантии, что оно сохранить свою работоспособность в течении многих лет, и что в течении всего жизненного цикла, производитель оборудования будет гарантировать возможность замены устройства на аналогичное или более современную модель полностью совпадающую по стандартам и сертификатам с базовым оборудованием. Естественно производители офисного Ethernet оборудования не соблюдают эти требования, они могут без уведомления изменить характеристики устройства, после чего оно перестанет удовлетворят прежним сертификатам, они могут перестать выпускать какую-либо модель оборудования без объяснения причин и ничего не предложить взамен. Стоит отметить, что большая часть офисного Ethernet оборудования расчитана на цикл не более 3-5 лет, после чего де-факто подразумевается его замена на более современные устройства, естественно срок 5 лет не подходит для объектов с длительным периодом окупаемости, таких как линии по производству продукции, автомагистрали, нефте- и газопроводы.
Оборудование Hirschmann в сложных экологических условиях
Профессиональная техническая поддержка
Промышленные Ethernet сети предоставляют заказчику множество возможностей, позволяющих оптимизировать процессы передачи данных, обеспечить бесперебойное функционирование и непрерывность технологического процесса, что позволяет более экономично расходовать финансовые средства. Однако инженеры работавшие только с офисным оборудованием и не знакомые с промышленными Ethernet сетями, зачастую при проектировании таких сетей или их обслуживании настолько запутывают все процессы, что возникает вероятность нарушения работоспособности всей системы. Именно по этой причине очень важно что бы компания-поставщик Industrial Ethernet оборудования обеспечивала круглосуточную профессиональную техническую поддержку. Служба поддержки должна давать технические советы по построению сетей, по правильной их эксплуатации, а в случаях форс-мажорных аварийных ситуаций, она должна немедленно предложить алгоритмы действия и варианты переконфигурирования сети.
Как правило, продавцы офисного оборудования очень редко отвечают на технические запросы, плохо осведомлены относительно уникальных возможней оборудования и требований предъявляемых на производстве, и советуют за более детальными консультациями обращаться непосредственно к производителю. В свою очередь производитель офисного оборудования не сможет дать вам ответа т.к. он находится за границей, плохо говорит на английском, абсолютно не осведомлен о вашей производственной сети и не знаком с вашим проектом. Надежный поставщик Industrial Ethernet должен иметь штат инженеров, регулярно проходящих стажировки за границей и гарантирующих заказчику квалифицированную помощь, помимо этого инженеры в случае необходимости выезжают на объекты заказчика где проводят настройку оборудования и консультируют по текущим вопросам.
