Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Сети Industrial Ethernet

Кэрол Эверетт Оливер

Новый рынок для ЛВС связан с использованием их в производственных помещениях. Ранее в них применялись ИТ-решения, которые сводились к изолированным (несетевым) программным приложениям для планирования выпуска продукции и составления отчетов. Однако в настоящее время развитие ИТ-решений в этих помещениях идет по пути использования передовых сетевых систем. Дело в том, что для усиления позиций в конкурентной борьбе фирмы нуждаются в получении информации о своих производственных операциях в реальном масштабе времени.

Сети в заводских цехах — явление не новое, однако разные производители управляющих устройств поддерживают разные фирменные и открытые сетевые технологии, что затрудняет информационный обмен в масштабе всего завода.

И только несколько лет назад компании стали применять в производственных помещениях технологию Ethernet, уже давно “прописавшуюся” в офисах. Возник рынок решений Industrial Ethernet (промышленная сеть Ethernet), который развивается по пути обеспечения совместимости устройств разных производителей, упрощения технического обслуживания сети и снижения стоимости соответствующих решений. И число решений на этом рынке неуклонно растет.

На первый взгляд реализовать сеть Industrial Ethernet для упрощения связи с заводским оборудованием несложно, поскольку уже существуют стандарты на структурированные кабельные системы (СКС) и их компоненты, используемые в офисных средах. Однако между офисной и промышленной средами имеются существенные различия, связанные с экстремальными условиями эксплуатации оборудования в последней.

“На промышленном предприятии вы имеете дело с гораздо более сложной средой, — говорит Боб Нигл, менеджер подразделения Industrial Ethernet Group компании Woodhead Connectivity (http://www.connector.com). — Сетевые кабели приходится прокладывать между автоматизированными участками и внутри них. При этом не всегда возможно строго следовать стандарту на СКС TIA/EIA-568”.

Производители кабелей и разъемов создают продукты с повышенной надежностью, способные устойчиво работать в агрессивных промышленных средах. Кроме того, подкомитет TR-42.9 ассоциации TIA разрабатывает стандарт на промышленные кабельные системы, поддерживающие продукты разных производителей.

Специфика сетей Industrial Ethernet

Хотя спецификации на промышленные кабельные системы продолжают эволюционировать, многие производители, имеющие опыт выпуска кабелей и коннекторов для агрессивных сред, уже поставляют свои продукты на рынок решений Industrial Ethernet. “Три года назад вместе с Брайаном Пейсоном я разработал Industrial Ethernet-коннектор RJ-Lnxx, который стал первым запатентованным восьмиконтактным модульным коннектором RJ-45 для этого специфического рынка, — говорит Марк Филлион, менеджер по проектированию продуктов компании Woodhead Connectivity. — Но поскольку диапазон условий эксплуатации кабельных компонентов довольно широк, назревает необходимость в модернизации этих продуктов. Чтобы выработать лучшее решение, конечным пользователям и органам стандартизации придется работать в тесном контакте друг с другом”.

Industrial Ethernet — это сеть для заводских цехов или других сред с тяжелыми условиями эксплуатации оборудования. С ее помощью легко связывать компьютеры между собой, поскольку Ethernet-инфраструктура наверняка уже существует в офисе предприятия. Однако в отличие от офисных инфраструктур к кабелям и коннекторам Industrial Ethernet предъявляются повышенные требования. “Трудности с проектированием СКС связаны с широким диапазоном условий их применения, — говорит Питер Шарп, старший консультант по телекоммуникациям инженерно-консалтинговой компании Giffels Associates Limited (http://www.giffels.com) и председатель подкомитета TR-42.9 ассоциации TIA. — С одной стороны, это может быть грязный металлургический комбинат, на котором используются химические растворители, вода и технические масла, оказывающие вредное влияние на кабельную систему, а с другой — чистейшая клиническая лаборатория, в которой могут присутствовать источники электромагнитных помех”.

Основные различия между промышленными и офисными кабельными системами связаны не с принципами их работы, а с наличием (в промышленных системах) продуктов нового поколения, способных устойчиво функционировать в агрессивных средах, отсутствующих в офисах. Стоит отметить, что средства Industrial Ethernet применяются не только в заводских цехах, но и на нефтедобывающих предприятиях, на открытых площадках, где установлено телекоммуникационное оборудование, в военных системах или магазинах (для подключения торговых терминалов).

Инсталлируя кабельные продукты на разного рода предприятиях, следует учитывать диапазон рабочих температур (экстремальные температуры бывают на нефтедобывающих платформах и в наружных информационных киосках), возможность попадания воды (это особенно характерно для заводов по переработке пищевых продуктов), уровень влажности и наличие вибрации. Средства Industrial Ethernet должны быть достаточно гибкими, чтобы обеспечивать высокоскоростную передачу данных в реальном масштабе времени и возможность управления (посредством приложений для ПК) программируемыми логическими контроллерами и модулями ввода-вывода разных производителей. В отличие от офисных инфраструктур с телекоммуникационными шкафами промышленные кабельные системы переконфигурируются значительно реже и в них не требуется применять модульные коммутационные панели.

Монтажные шкафы и коннекторы должны соответствовать правилам безопасности, принятым ассоциацией NEMA, и строгим спецификациям на разного рода воздействия, механические и окружающей среды. Системы Industrial Ethernet будут состоять из герметизированных и негерметизированных распределенных блоков управления и модулей ввода-вывода, расположенных на автоматизированных производственных участках.

При разработке кабельных продуктов для зданий производственного назначения одна из самых сложных проблем связана с флуктуациями температуры, выходящими за обозначенные текущими спецификациями пределы. Существующие коннекторы производятся для работы в диапазоне температур от –10 °C до +60 °C, типичном для большинства офисных сред и малых промышленных предприятий. Однако в агрессивных средах температура может выходить из указанного диапазона на продолжительное время, вызывая сбои в передаче данных и снижая надежность работы коммуникационных систем. Новые компоненты должны работать в полном промышленном диапазоне температур, т. е. от –25 °С до +85 °С.

“Существуют несколько категорий медного кабеля Ethernet, — говорит Нигл. — Большая часть энергии потока данных 100Base-T находится ниже 70 МГц. Учитывая тот факт, что кабель категории 5 отфильтровывает высокочастотные шумы, обеспечивая более высокое отношение сигнал—шум, он лучше подходит для промышленных сред, чем кабель категории 6, и стоит дешевле оптоволокна”.

Для существенного снижения общего уровня шумов большое значение имеет ослабление синфазной помехи. Синфазная помеха — это напряжение по отношению к земле, присутствующее на всех проводниках кабеля. Поскольку в промышленных средах существует множество источников наводок, влияние синфазных помех на работу коммуникационных систем является довольно острой проблемой. “Экстремальная температура, высокая влажность, солнечный свет и параметры окружающей среды, связанные с работой промышленных установок, способны ухудшить электрические и механические характеристики кабеля, — объясняет Джефф Махолл, директор по маркетингу отделения Helix/HiTemp Cables компании Draka Comteq (http://www.drakacomteq.com). — Кабель может стать негибким и ломким. Если его защитная оболочка треснет, то не исключено, что со временем нарушится и целостность проводников”.

Махол добавляет, что в обеспечении надежной работы кабеля большую роль играют его внешняя оболочка и защитный экран. По его мнению, в промышленных условиях следует применять всепогодный UTP- или STP-кабель категории 5е (сегодня его называют кабелем категории 5i), соответствующий военным спецификациям, включая спецификацию MIL-C-24640A на водонепроницаемость. Кабель должен иметь полиэтиленовую внешнюю оболочку черного цвета с повышенной устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и истиранию. При необходимости кабель может быть армирован.

Связь с внешним миром

Для успешной работы сети Ethernet в целом большое значение имеют параметры коннекторов. Текущий стандарт на передачу данных предлагает использовать восьмиконтактный модульный коннектор категории 5 с защитным кожухом. Однако не все такие коннекторы, выпускаемые серийно, подходят для промышленных сред. Это связано с очень разными методиками их испытаний на устойчивость к вибрации, ударам, экстремальным температурам и на герметичность.

“Нам пришлось модифицировать стандартный коннектор, — говорит Брайан Пейсон, вице-президент компании Woodhead Connectivity по техническим вопросам. — Перед нами стояла основная задача — защитить его от воздействия влаги и химикатов, поэтому мы выбрали кожух и резьбовое соединение, такие, как у продуктов военного назначения”.

“Конструируя первый коннектор для промышленных сред, — говорит Филлион, — мы стремились прежде всего обеспечить его электрические характеристики на уровне категории 5е и реализовать метод герметизации, защищающий от загрязнений. Мы разработали тестовую установку, в которой кабель с коннектором погружались в воду на 30 мин”. Чтобы сохранить функциональность защелки коннектора, в системе сочленения были предусмотрены два уплотнительных кольца. “Коннектор RJ-Lnxx имеет класс защиты IP67, т. е. он защищен от попадания влаги и пыли внутрь и его вибростойкость соответствует стандарту IEC 60068-2-6”, — объясняет Филлион.

В течение трех лет после выпуска на рынок Industrial Ethernet-коннектор RJ-Lnxx был модифицирован согласно пожеланиям заказчиков.

В настоящее время для разных нужд поставляются розетки нескольких конструкций — с контактами типа 110, с монтажной печатной платой и др.

Инсталляторы могут изготовлять соединительные шнуры с защищенными коннекторами в полевых условиях или приобретать их (нужной длины) на заказ. В продаже имеются несколько типов кабелей, включая кабель с кевларовой оболочкой и широчайшим диапазоном рабочих температур — от –70 °С до +105 °С..





  
2 '2003
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Юридические аспекты хранения электронных данных

инфраструктура

• Технология Hyper-Threading повышает производительность серверов

• Новое в RSVP

• "Песочницы" для Web-серверов

• Тестируем регулировщики трафика территориально распределенных сетей

информационные системы

• Абонентские сервисы в контакт-центре

• Обращаем ошибки себе на пользу

• На все руки мастер

сети связи

• Обеспечение безопасности сетей ОКС-7

• "Софтсвич" - это по-нашему!

кабельные системы

• Развитие стандарта на кабельные системы жилых зданий

• Сети Industrial Ethernet

защита данных

• Обзор решений HIP

новые продукты

• "Дэйтлайнер" соединяет

только на сервере

• ETM сделает менее уязвимой телефонную сеть вашей компании


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх