ZÁKLADNÍ PRINCIPY IE – Industrial Ethernet
IE
IE – požadavky na infrastrukturu Komerční infrastruktura Ethernetu není použitelná k propojení průmyslových p y ý zařízení,, protože p nevyhovuje y j z pohledu: p – teplotních rozsahů (-40 až +85°C) – agresivity průmyslového prostředí – vlivu UV záření – vlhkosti prostředí dosahující až 99% – prašného prostředí a agresivnímu vlivu olejů – odolnosti proti vibracím a jednorázovým úderům – odolnost EMC (RFI/EMI) ( ) – kolísání napájecích napětí Ř Řešením je komplexní změna zaběhané filozofie platné pro komerční použití platformy na bázi Ethernetu – na fyzické vrstvě – na linkové vrstvě – na síťové vrstvě
IE z pohledu ISO/OSI modelu
První 3 vrstvy ISO/OSI modelu - určují základy pro optimalizaci výkonu a nasazení IE - poskytují řešení pro bezpečný rutinní provoz p aplikací v reálném čase
Přenosové parametry IE
Poznámka: - Fieldbus je označení skupiny komunikačních protokolů pro průmyslovou aplikaci ve smyslu aplikační sběrnice. - Normalizováno od roku 1999 ve standardu IEC 61158. - Sítě Fieldbus jsou určeny pro řízení a sledování procesů v reálném čase. - Příkladem Fieldbus systémů jsou Ethernet/IP, Profibus, Profinet, Interbus, Modbus, Sercos...
Topologie sítí Topologie komerční infrastruktury - hvězda (star) - hvězda s redundancí
Topologie infrastruktury IE - liniová (bez redundance) - kruh (ring) s redundancí
Topologie sítí s redundancí Topologie redundandní komerční infrastruktury - hvězda (star) - Spanning Tree protocol (STP, RSTP)
Topologie redundandní infrastruktury IE - kruh (ring) - „pravo-levá“ konektivita - Hiper-ring protocol
Redundance v aplikacích IE - 1 Redundance topologie - standardní p protokoly y RSTP ((Rapid p Spanning p g Tree)) a Link Aggregation gg g - redundandní trasy H IRSCHMANN
HIRSCH MANN
HIR SCHMANN
HIRSCHMANN
-
proprietární řešení na bázi HIPER Ring
HIRSCHMANN
HIRSCHMANN
HIRSCHMANN
HIRSCHMANN
Redundance v aplikacích IE - 3 Redundance napájení - standardní napájení 230V/50Hz (90 až 265V AC) – typické dva zdroje - napájení 24 nebo 48V DC (18 až 60V DC) - kombinace napájení AC/DC s automatikou (např. řada MACH) - podpora PoE 48V/250mA (15,4W)
Požadované vlastnosti zařízení pro IE Požadované vlastnosti komponent infrastruktury IE - MTBF ((Mean Time Between Failure)) jje p požadován na úrovni strojních j zařízení s životností 10 až 30 let - montáž zařízení nejen do 19“ nebo 21/23“ a 26“ rozvaděčů, ale také do DIN lišt - malé rozměry zařízení - zařízení v „„bezventilátorovém“ p provedení s p pasivním chlazením - zodolněné zařízení z pohledu krytí (pracho a vodotěsné) - zodolněné provedení z pohledu koroze (PCB skříně) - ochrana elektronických částí proti agresívnímu prostředí (Conformal Coating) – „ochrana máčením“ – jednosložkovým silikonovým lakem - redundandní napájení - odpovídající šířka pásma pro požadované aplikace Poznámka: - PCB jsou polychlorované bifenyly - patří mezi perzistentní (dlouho setrvávající v prostředí) látky - chemicky stálé, nehořlavé, přilnavé a tepelně odolné
Konektory pro IE - 1 Konektory y RJ45 v ochraně - standardní zapojení konektoru - nutná ochrana - libovolná přenosová rychlost - podpora PoE
Konektory pro IE - 2 Konektory M12 (průmyslové) IEC 61067-2-101 Amendment 1 - zapojení konektoru různé pro 100 Mb/s a 1 Gb/s (10 Gb/s) - integrovaná ochrana - podpora d P E PoE
M12 connector, CAT6a
M12 with Piercecon connection
Redukce konektorů RJ45 – M12 Propojovací kabel s konektory RJ-45 a M12 v přímém a kříženém provedení
Ukázky optického konektoru pro IE ETSI, the European Telecommunications Standards Institute (ETSI TS 105 175-1, "Plastic Optical Fibre System Specifications for 100 Mbit/s and 1 Gbit/s"). The specification defines system requirements for both Fast- and Gigabit-Ethernet based networks and covers POF cables, connectors and transceivers.
Ukázka speciálního průmyslového optického duplexního konektoru FO FO-7 7 POF (Plastic Optical Fibre)
Poznámka: HPCF – Hard Polymer Cladding Optical Fibre
IE – komplexní řešení pasivní vrstvy Řešení pasivní vrstvy IE – produkty BELDEN - kabely Cat 5 (5e) a 6 v provedení pro IE - propojovací kabely (patch cordy) s krytím IP20 a IP67 - Konektory a přípojná místa (boxy) s krytím IP67 - rozvaděče a skříně v průmyslovém provedení - metalické a optické propojovací panely (patch panely)
IE – komplexní řešení aktivní vrstvy Řešení aktivní vrstvy IE – produkty BELDEN/HIRSCHMANN - přepínače pro montáž na DIN lištu s managementem i bez - přepínače v „rackmountovém“ provedení - Přepínače s krytím IP67 - firewall a VPN prvky - bezdrátové prvky - Převodníky Př d ík optické ti ké i metalické t li ké (fi (fielbus) lb ) - SW pro síťovou správu
HiDiscovery SW
Výhody – Není třeba seriový kabel – Není třeba BootP / DHCP Servers – Detekce duplicitních adres
HiVision SW
Profesionální mngmt SW – Síťová verze – Integrace do systému SCADA (dispečerské řízení a sběr dat v průmyslovém prostředí) – Podpora prostředí Windows i Linux
HiVision SW – rozpoznávací funkce sítě Scan Network – Automatické zobrazení topologie sítě – Zobrazení koncových zařízení – Zobrazení konektivity na port
HiVision – výstupy ze SW Zobrazení koncových zařízení – Koncová zařízení Hirschmann – Koncová zařízení jiných výrobců
Zobrazení událostí – V rámci správy sítě – Na N mobilních bil í h zařízeních ří í h
Grafické výstupy – Ve formátu PDF – Ve formátu XLS
