Ethernet so với ethernet công nghiệp
Sản xuất hiện đại và dòng nguyên liệu ngày càng được tự động hóa. Những tiến bộ trong công nghệ robot và cảm biến đang thúc đẩy tự động hóa nhiều nhiệm vụ khác nhau. Để kết nối số lượng lớn các thiết bị cần thiết để giám sát và kiểm soát các quy trình sản xuất phức tạp, các kỹ sư đang chuyển sang ethernet do tốc độ cao, thông lượng, không gian địa chỉ không giới hạn và nhiều lựa chọn thiết bị ethernet công nghiệp và cáp.
Ethernet công nghiệp là cùng một Ethernet được sử dụng trong nhà, văn phòng và trung tâm dữ liệu với hai điểm khác biệt quan trọng:
- Một mạng ethernet công nghiệp phải đối mặt với vô số mối nguy hiểm khác nhau, từ nhiệt độ khắc nghiệt và rung động đến hóa chất ăn mòn và nhiễu điện từ động cơ lớn. Để giảm thiểu tác động của các yếu tố này đến hiệu suất và độ tin cậy của mạng, mạng ethernet công nghiệp được triển khai bằng thiết bị bền chắc và cáp được thiết kế đặc biệt cho môi trường khắc nghiệt.
- Trong các ứng dụng tự động hóa công nghiệp, ethernet được bổ sung bởi các giao thức xử lý giao tiếp theo hướng sự kiện, nhạy cảm với thời gian giữa bộ điều khiển và thiết bị hiện trường. Ví dụ, nếu máy bị kẹt, vấn đề phải được cảnh báo và hành động ngay lập tức. Ví dụ về các giao thức truyền thông công nghiệp được thiết kế để làm việc với ethernet bao gồm PROFINET®, EtherNet / IP® và EtherCAT®.
Cáp Ethernet công nghiệp M12 là gì?
Cáp Ethernet M12 được thiết kế cho môi trường khắc nghiệt đôi khi chịu nhiệt độ khắc nghiệt, rung động và độ ẩm, bao gồm cả hóa chất ăn mòn. Các đầu nối M12 chắc chắn được thiết kế để đảm bảo kết nối an toàn, đáng tin cậy giữa các thiết bị hiện trường và bộ điều khiển và giữa bộ điều khiển và thiết bị chuyển mạch mạng. Cáp M12 rất cần thiết trong môi trường rửa trôi trong các cơ sở thực phẩm, đồ uống và dược phẩm, nơi nước nóng và hóa chất được sử dụng để làm sạch và vệ sinh bề mặt. Chúng cũng lý tưởng cho các ứng dụng như toa xe lửa, nơi các cú sốc và rung động ngẫu nhiên là phổ biến.
Vỏ cáp M12
Áo khoác trên cáp M12 thường được xếp hạng CMR, có nghĩa là nó phù hợp để sử dụng chung bao gồm cả cáp chạy trong không gian riser (giữa các tầng). Cáp cũng có thể mang xếp hạng CMP, cho biết cáp được xếp hạng plenum có thể được sử dụng trong không gian hội nghị, chẳng hạn như không khí lạnh trở lại và không gian phía trên trần treo.
Dây dẫn M12
Cáp M12 được thiết kế cho môi trường khắc nghiệt sử dụng dây dẫn bằng đồng rắn và dây thoát nước bằng đồng đóng hộp (nối đất). Bảo vệ chống ăn mòn được cung cấp bởi đồng đóng hộp kéo dài tuổi thọ của cáp M12, đặc biệt là ở những vị trí ẩm ướt hoặc ẩm ướt hoặc môi trường chịu nhiệt độ cao.
Đầu nối mã X M12
Đầu nối M-12 được xếp hạng IP68
Đầu nối M12 góc vuông
Đồng đóng hộp là gì?
Dây đồng đóng hộp được phủ một lớp thiếc mỏng, giúp bảo vệ dây chống lại quá trình oxy hóa và ăn mòn. Đồng đóng hộp cũng dẫn điện như dây đồng trần nhưng có ưu điểm là kéo dài gấp 10 lần trong môi trường dễ bị nhiệt độ cao, độ ẩm hoặc thường xuyên tiếp xúc với nước.
|
|
|
Đầu nối M12
|
Đồng đóng hộp là gì?
Dây đồng đóng hộp được phủ một lớp thiếc mỏng, giúp bảo vệ dây chống lại quá trình oxy hóa và ăn mòn. Đồng đóng hộp cũng dẫn điện như dây đồng trần nhưng có ưu điểm là kéo dài gấp 10 lần trong môi trường dễ bị nhiệt độ cao, độ ẩm hoặc thường xuyên tiếp xúc với nước.
Đầu nối M12 và mã hóa đầu nối
Đầu nối M12 là đầu nối tròn mạ niken hoặc nhựa với ren khóa 12mm. Chúng cung cấp một con dấu chặt chẽ chống ẩm và lý tưởng cho các ứng dụng rung động cao như dây chuyền lắp ráp.
Để tránh khả năng thiệt hại do giao phối không chính xác, các đầu nối M12 được mã hóa bằng chữ cái. Mỗi chữ cái đề cập đến một hình dạng kết nối khác nhau và đôi khi là số lượng pin. Mã hóa cũng có thể chỉ ra hiệu suất và cấu trúc của cáp. Ví dụ, cáp X-Coded có tấm chắn nhôm-Mylar và có khả năng truyền dữ liệu tốc độ lên đến 10 Gbps.
Mã hóa | Kết nối | Sự miêu tả | Sử dụng |
| Mã hóa A |  | Cảm biến, thiết bị truyền động, Ethernet | Loại đầu nối phổ biến nhất 2-12 chân Mạng 1 Gbps (Cat5e) |
| Mã hóa B |  | Fieldbus (ví dụ: PROFIBUS) | 3-5 chân |
| Mã hóa C |  | Cảm biến và thiết bị truyền động được cấp nguồn AC | 3-4 chân (230V) 5-6 chân (60V) |
| Mã hóa D |  | Ethernet, PROFINET, EtherNet / IP và EtherCat | Mạng 100 Mbps (Cat5) Có thể hỗ trợ PoE |
| Mã hóa K |  | Nguồn AC cho động cơ, ổ đĩa | Nguồn cung cấp AC lên đến 12A / 630V |
| Mã L |  | Nguồn DC PROFINET | DC cung cấp lên đến 16A / 63V |
| Mã hóa M |  | Nguồn AC | Nguồn cung cấp AC lên đến 8A / 630V |
| Mã hóa P |  | Nguồn AC | 5 chân (230V) |
| Mã hóa S |  | Nguồn AC cho động cơ và thiết bị vận hành động cơ | Cung cấp AC lên đến 16 A / 630V Thay thế cho C-Coded |
| Mã hóa T |  | Nguồn DC | DC cung cấp lên đến 12 A / 60V Thay thế cho A-Coded |
| Mã hóa X |  | Ethernet tốc độ cao | Mạng 10 Gbps (Cat6a) 8 chân có khả năng PoE Máy ảnh hoặc thu thập dữ liệu tốc độ cao |
Hầu hết các mạng Ethernet công nghiệp 100 Mbps và 1 Gbps hiện có đều sử dụng cáp mã hóa A và D, Đối với các cài đặt Ethernet mới, tốc độ cao, cáp X-Coded là lựa chọn ưu tiên và cung cấp một mức độ kiểm chứng trong tương lai. Các chân cho mỗi cặp xoắn trong cáp X-Code được phân tách bằng cấu hình chéo trong đầu nối, giúp giảm nhiễu xuyên âm và duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu.
Sự khác biệt giữa đầu nối M8 và M12 là gì?
Cáp M8 được sử dụng để kết nối PLC, hộp I / O và cảm biến và có đầu nối kiểu vít ren 8mm nhỏ, tròn được thiết kế để giữ kín nước ngay cả khi ngập nước. Đầu nối M12 có ren 12mm và được sử dụng cho cảm biến, bộ truyền động, Fieldbus và Ethernet công nghiệp. Số lượng chân M12 nằm trong khoảng từ 3 đến 17, vì vậy điều quan trọng là phải biết ứng dụng của bạn yêu cầu gì. Ethernet công nghiệp thường yêu cầu 8 chân và Fieldbus sử dụng 4 hoặc 5 chân.
Xếp hạng IP cáp
Xếp hạng Bảo vệ chống xâm nhập (IP) của cáp đề cập đến khả năng chống lại chất lỏng và các hạt rắn. Số đầu tiên sau "IP" đề cập đến khả năng bảo vệ chống lại chất rắn và nằm trong khoảng từ không (không bảo vệ) đến 6 (bảo vệ hoàn toàn). Số thứ hai cho biết mức độ bảo vệ chống lại chất lỏng và nằm trong khoảng từ không đến 8. Cáp xếp hạng IP67 và IP68 được coi là "không thấm nước". Xếp hạng cáp IP67 chỉ ra rằng cáp và đầu nối có khả năng chống bụi và có thể ngâm trong nước sâu 1 mét trong tối đa 30 phút. Cáp IP68 có thể được ngâm trong nước sâu 1-3 mét trong một khoảng thời gian không xác định.
Che chắn EMI
Trong môi trường công nghiệp nơi cáp có thể chạy gần với động cơ lớn và các nguồn nhiễu điện từ khác (EMI), tấm chắn lá tổng thể với các cặp xoắn không được che chắn là một lựa chọn phổ biến, đặc biệt đối với mạng 10 Gbps tốc độ cao. Cáp F / UTP rất giống với cáp UTP thông thường, với việc bổ sung lá nhôm Mylar bên dưới áo khoác cáp bên ngoài.
Khóa đầu nối
Hầu hết các đầu nối M12 sử dụng cơ chế chốt vít đơn giản. Một đai ốc ren trên đầu nối được giao phối với một bộ ren tương ứng trên cổng.
Các hình thức chốt khác bao gồm:
- Đẩy-kéo: Một đầu nối nam được đẩy vào ổ cắm nữ và khóa bằng một tiếng lách cách âm thanh, cho biết rằng một kết nối tốt đã được thiết lập.
- Lưỡi lê: Một thiết kế giao phối sử dụng các chân trên ổ cắm và đường dốc trên phích cắm để kết nối và ngắt kết nối nhanh chóng.
Ethernet trong mạng công nghiệp
Fieldbus so với Ethernet
Trong thập kỷ qua, tự động hóa công nghiệp đã bị chi phối bởi fieldbus, một hệ thống điều khiển thời gian thực, phân tán cho các bộ điều khiển logic lập trình và các thiết bị cấp trường như cảm biến, công tắc và bộ truyền động. Các thiết bị trên fieldbus có thể được kết nối theo kiểu chuỗi daisy bằng cáp hai dây rẻ tiền, giảm số lượng cáp và tổng chi phí cáp.
Được thúc đẩy bởi việc áp dụng nhanh chóng tự động hóa nhà máy, fieldbus được sử dụng trong khoảng một nửa số triển khai hiện có. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, Ethernet đã xâm nhập đáng kể vào cơ sở lắp đặt fieldbus, chiếm 65% số cài đặt mới so với chỉ 28% cho fieldbus.
Giao tiếp xác suất và xác định
Ethernet tiêu chuẩn là xác suất. Đó là một công nghệ "nỗ lực tốt nhất" mà không đảm bảo giao hàng. Mạng Ethernet dựa trên giả định rằng các thiết bị có thể sẽ không giao tiếp cùng một lúc và nếu có, chúng sẽ phát hiện ra va chạm, lùi lại trong một khoảng thời gian và sau đó truyền lại dữ liệu của chúng. Trong các mạng CNTT, thỉnh thoảng có sự chậm trễ ngắn trong việc xuất hiện gói dữ liệu thường không phải là vấn đề. Ngược lại, mạng Ethernet công nghiệp phải có cả xác suất và xác định. Mạng phải biết chắc chắn rằng một sự kiện sẽ xảy ra trong một khoảng thời gian có thể dự đoán được. Trong một nhà máy đóng chai, khi chất lỏng đạt đến đỉnh chai, hoạt động chiết rót phải dừng lại. Sự kiện ("chai đầy") và phản hồi ("ngừng đổ đầy") phải diễn ra đúng giờ, mọi lúc.
Độ trễ và jitter trong các ứng dụng tự động hóa công nghiệp là gì?
Trong các mạng tiêu dùng và doanh nghiệp, sự chậm trễ định kỳ được dự kiến và hầu hết có thể chấp nhận được. Trong tự động hóa nhà máy, các hoạt động nhạy cảm với thời gian như điều khiển chuyển động phải có thể dự đoán và lặp lại. Độ trễ là thời gian để dữ liệu di chuyển từ điểm này sang điểm khác trên mạng. Nó cũng có thể có nghĩa là thời gian cần thiết để hoàn thành một chuyến đi khứ hồi. Trong một mạng nhạy cảm về thời gian, nơi các thiết bị phải cảm nhận và thực hiện hành động trong "thời gian thực", độ trễ phải thấp và được đảm bảo. Sự thay đổi về độ trễ được gọi là jitter và cũng phải được giữ ở mức tối thiểu.
Các giao thức truyền thông như PROFINET có phải là đối thủ cạnh tranh với Ethernet không?
Trong Mô hình OSI 7 lớp, tiêu chuẩn Ethernet chiếm Lớp 1 và 2 và liên quan đến giao tiếp giữa các nút trên mạng và các khía cạnh điện và cơ học của các liên kết vật lý. PROFINET được xây dựng trên Ethernet và nằm ở Lớp ứng dụng (Lớp 7) nơi các ứng dụng người dùng cuối tương tác với các dịch vụ mạng. Nó sử dụng Ethernet và các giao thức lớp truyền tải khác (TCP / IP và UDP / IP) cho các tác vụ quan trọng không phải thời gian, chẳng hạn như cấu hình và chẩn đoán thiết bị.
Các nhiệm vụ xác định nhạy cảm với thời gian mạng dựa trên PROFINET đòi hỏi phải kiểm soát chính xác, độ trễ thấp và jitter tối thiểu, PROFINET cung cấp hai kênh bổ sung:
- PROFINET RT xử lý giao tiếp quan trọng về thời gian giữa bộ điều khiển và thiết bị. Nó sử dụng một trường trong khung Ethernet được gọi là EtherType để bỏ qua quá trình xử lý TCP / IP thông thường, điều này sẽ gây ra độ trễ và sự thay đổi. PROFINET RT nhanh hơn và dễ dự đoán hơn Ethernet tiêu chuẩn và được sử dụng cho hầu hết các thông tin liên lạc.
- Đối với các trao đổi dữ liệu quan trọng nhất về thời gian, PROFINET IRT ("Isochronous Real-Time") sửa đổi các quy tắc chuyển mạch lưu lượng Ethernet để ưu tiên và đồng bộ hóa lưu lượng này, giảm jitter xuống dưới 1 mili giây.
Ethernet / IP và PROFINET là các giao thức truyền thông phổ biến nhất, tiếp theo là EtherCAT và Modbus (RTU / TCP).
Giao thức truyền thông công nghiệp
Một số giao thức công nghiệp sử dụng Ethernet làm lớp liên kết vật lý (Ethernet, PHY) và dữ liệu cho các hệ thống tự động hóa và điều khiển. Ở các cấp thấp hơn, nơi bộ điều khiển, cảm biến và bộ truyền động cần giao tiếp dữ liệu nhanh và có thể dự đoán được, việc xử lý dữ liệu Ethernet tiêu chuẩn phải được sửa đổi để đáp ứng các yêu cầu về độ trễ và chập chờn thấp.
Ngày nay, việc lựa chọn giao thức có thể là một trong những điều sau đây. Các giao thức mở, tiêu chuẩn công nghiệp giúp tích hợp các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau dễ dàng hơn và có thể được triển khai bằng cách sử dụng các thiết bị chuyển mạch và cáp Ethernet cấp công nghiệp có sẵn.
PROFINET (Process Field Net) là một giao thức Lớp 7 dựa trên Ethernet để giao tiếp giữa các bộ điều khiển và thiết bị hỗ trợ PROFINET trên mạng công nghiệp. PROFINET sử dụng Ethernet tiêu chuẩn, không sửa đổi làm phương tiện truyền thông của nó, cho phép các giao thức dựa trên Ethernet khác cùng tồn tại trên cùng một mạng. Nó có thể sử dụng giao tiếp TCP / IP và UDP / IP cho các tác vụ quan trọng không phải thời gian như tham số hóa và cấu hình thiết bị. Đối với giao tiếp quan trọng về thời gian, PROFINET sử dụng kênh thời gian thực (PROFINET RT), bỏ qua quá trình xử lý gói Ethernet thông thường có thể mất một khoảng thời gian thay đổi. Trong những trường hợp hiếm hoi khi tốc độ cao, giao tiếp xác định là rất quan trọng, kênh IRT PROFINET có thể được sử dụng để ưu tiên lưu lượng truy cập PROFINET trên tất cả các lưu lượng khác trên mạng.
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) là một mạng Ethernet thời gian thực mở được phát triển bởi Beckhoff và được hỗ trợ bởi các thành viên của Nhóm Công nghệ EtherCAT. EtherCAT thường thực hiện một cấu trúc liên kết vòng trong đó một thiết bị là chủ và tất cả các thiết bị khác là nô lệ. Các khung dữ liệu được định tuyến tuần tự đến tất cả các nút và mỗi nút có thể thêm hoặc xóa dữ liệu khỏi khung trước khi chuyển tiếp nó đến thiết bị tiếp theo trong vòng. Đồng bộ hóa đạt được thông qua việc sử dụng hệ thống đồng hồ phân tán và đánh dấu thời gian của các khung dữ liệu của mỗi thiết bị.
Giao thức truyền thông Modbus là giao thức lâu đời nhất và được sử dụng rộng rãi nhất để kiểm soát quy trình và Điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA). Một số phiên bản của giao thức Modbus tồn tại để triển khai nối tiếp (RS-232, RS-485, RS-422) và Ethernet. Nhắn tin Modbus trên Ethernet dựa trên mô hình máy khách-máy chủ, trong đó bất kỳ thiết bị nào hoạt động như một máy khách, một vấn đề sẽ ra lệnh cho thiết bị máy chủ (hoặc phát tới tất cả các thiết bị) và thiết bị máy chủ phản hồi bằng cách thực hiện hành động được yêu cầu (ví dụ: mở van) hoặc cung cấp thông tin được yêu cầu (ví dụ: nhiệt độ, tốc độ dòng chảy).
EtherNet / IP (trong trường hợp này, IP là viết tắt của "giao thức công nghiệp") là một tiêu chuẩn mạng công nghiệp sử dụng cơ sở hạ tầng và công cụ Ethernet tiêu chuẩn có sẵn. Nó sử dụng Giao thức công nghiệp chung (CIP) và có thể được kết hợp với TCP / IP hoặc UDP / IP để thực hiện các ứng dụng điều khiển. Trong triển khai TCP / IP, các thiết bị sẽ xác nhận đã nhận được gói dữ liệu. Các ứng dụng thu thập dữ liệu liên tục (ví dụ: trạng thái báo cáo đồng hồ đo lưu lượng) sử dụng UDP / IP, không yêu cầu xác nhận.
PROFINET và Ethernet / IP có yêu cầu một loại cáp Ethernet đặc biệt không?
PROFINET®, EtherNet / IP® và các giao thức truyền thông khác sử dụng các phiên bản cấp công nghiệp của cùng loại cáp được tìm thấy trong mạng CNTT dựa trên Ethernet. Nếu thiết bị bạn đang kết nối có khả năng 10 Gbps, hãy sử dụng Cat6 hoặc Cat6a. Nếu thiết bị có khả năng bị rung, nước hoặc ăn mòn, hãy sử dụng cáp M12 X-Coded. Cáp quang bọc thép cấp công nghiệp cũng có thể được sử dụng cho các kết nối đường trục mạng và tốc độ cao (ví dụ: chuyển sang chuyển đổi, điều khiển chuyển động).
PROFINET có thể chạy trên một bộ chuyển mạch Ethernet tiêu chuẩn không?
PROFINET có thể sử dụng bất kỳ thiết bị chuyển mạch mạng không được quản lý nào có khả năng 100 Mbps, truyền song công hoàn toàn. Công tắc cũng nên được thiết kế cho môi trường công nghiệp với các tính năng như công suất đầu vào DC, phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng và cấu trúc chắc chắn.
Các thiết bị không dây có được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp không?
Mặc dù không dây chỉ chiếm 7% thị trường mạng công nghiệp, nhưng nó đang phát triển nhanh chóng. Sự tăng trưởng đó dự kiến sẽ tăng tốc khi các nhà máy bắt đầu tận dụng các công nghệ như 5G và robot di động. Mạng không dây công nghiệp phải đáng tin cậy hơn đáng kể so với mạng cộng đồng không dây được tìm thấy trong các sân bay và quán cà phê.
Mô hình phân cấp kiểm soát Purdue là gì?
Mô hình Purdue là một khuôn khổ được sử dụng trong các ngành công nghiệp sản xuất và chế biến để nhóm các chức năng mạng doanh nghiệp và công nghiệp thành sáu cấp độ. Nó được phát triển vào những năm 1990 và trong khi nó vẫn là một tài liệu tham khảo hữu ích, nó không thể mô hình hóa các kiến trúc đám mây lai hiện đang phổ biến trong sản xuất hiện đại.
Hỗ trợ Power over Ethernet
Cấp nguồn qua Ethernet (PoE) cho phép dữ liệu và nguồn điện được phân phối qua cáp Ethernet cùng một lúc. Bằng cách loại bỏ nhu cầu cung cấp điện xoay chiều riêng biệt, PoE giảm thời gian, sự phức tạp và chi phí liên quan đến việc cung cấp năng lượng cho nhiều thiết bị trong mạng công nghiệp, bao gồm cảm biến, camera và điểm truy cập không dây (WAP).
Các thiết bị chuyển mạch công nghiệp có khả năng PoE có thể cung cấp tới 100W cho mỗi cổng. Khi một thiết bị có khả năng PoE được kết nối, công tắc sẽ tự động thương lượng và cung cấp lượng điện năng cần thiết.
Tiêu chuẩn IEEE P802.3bt bao gồm các thiết bị PoE Loại 3 (60W) và Loại 4 (100W) khuyến nghị tối thiểu cáp Cat5e Loại D. Đối với các cài đặt mới, sử dụng cáp Cat6a được chứng nhận LP với 23 dây dẫn AWG vững chắc.
Chứng nhận LP là gì?
Các ứng dụng PoE công suất cao hơn tạo ra nhiều nhiệt hơn, đặc biệt là khi cáp được đóng gói. Để giải quyết mối quan tâm này, Underwriters Labs (UL) đã giới thiệu Chứng nhận Công suất Giới hạn (LP) để đơn giản hóa việc lựa chọn cáp. Chứng nhận LP có nghĩa là cáp đã được thử nghiệm trong các tình huống có thể dẫn đến nhiệt độ cao hơn, chẳng hạn như bó lớn, nhiệt độ môi trường cao và không gian kín hoặc ống dẫn. Cáp được chứng nhận LP (tìm xếp hạng cáp CMR-LP) có thể mang dòng điện được chỉ định mà không vượt quá định mức nhiệt độ của cáp.
Chất lượng điện & tính liên tục
Đối với thiết bị chuyển mạch Ethernet, bộ điều khiển và các thiết bị điện tử nhạy cảm khác, sàn nhà máy là một môi trường cực kỳ thù địch. Tăng điện, sụt áp và gián đoạn điện là phổ biến và có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị, ngừng sản xuất tốn kém và mất dữ liệu. Để giảm thiểu những rủi ro này, hệ thống UPS và thiết bị chống sét lan truyền phải được triển khai ở tất cả các cấp của mạng để tránh dao động và hỏng hóc nguồn điện.
Nhiệt độ và độ ẩm khắc nghiệt là một thách thức khác đối với các thiết bị mạng và hệ thống chất lượng điện hỗ trợ chúng. Hầu hết các thiết bị CNTT được thiết kế để hoạt động trong các trung tâm dữ liệu được kiểm soát nhiệt độ hoặc không gian văn phòng. Trên sàn nhà máy và trong kho, nhiệt độ môi trường xung quanh có thể ấm hơn hoặc lạnh hơn so với không gian làm việc thông thường. Ví dụ, hệ thống UPS nhiệt độ khắc nghiệt của Eaton được thiết kế để hoạt động trong môi trường phi CNTT, nơi nhiệt độ dao động từ -40 ° C đến 80 ° C.
Các công nghệ sản xuất mới như robot cộng tác và sản xuất bồi đắp (In 3D) đã dẫn đến sự tăng trưởng mạnh mẽ trong các thiết bị nối mạng trên sàn nhà máy, nhiều thiết bị trong số đó chạy không cần giám sát. Điều này lần lượt tạo ra nhu cầu về một cách tiếp cận thông minh và kết nối với chất lượng điện và dự phòng điện để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy và an toàn của các quy trình này.
Hỏi & Đáp về Ethernet công nghiệp
Sự khác biệt giữa ethernet và ethernet công nghiệp là gì?
Ethernet công nghiệp là một biến thể của Ethernet được thiết kế đặc biệt để sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp. Nó mở rộng khả năng của Ethernet để đáp ứng các yêu cầu duy nhất của ngành công nghiệp sản xuất và chế biến.
Dưới đây là một số khác biệt chính giữa Ethernet và Ethernet công nghiệp:
Các yếu tố
môi trường Môi trường công nghiệp thường khắc nghiệt, với các điều kiện như nhiệt độ khắc nghiệt, độ ẩm cao, rung động và nhiễu điện từ. Cơ sở hạ tầng Ethernet công nghiệp được thiết kế để chịu được những điều kiện đầy thách thức này, với các đầu nối chắc chắn, cáp mạnh mẽ và che chắn nâng cao để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy.
Độ tin cậy và chủ nghĩa
quyết định Các ứng dụng công nghiệp thường yêu cầu giao tiếp xác định và đáng tin cậy. Ethernet công nghiệp kết hợp các tính năng như giao thức thời gian thực, cơ chế ưu tiên và kỹ thuật Chất lượng dịch vụ (QoS) để đảm bảo phân phối dữ liệu kịp thời và có thể dự đoán được, điều này rất quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu thời gian chính xác.
Cấu trúc liên kết mạng
Trong khi Ethernet truyền thống thường sử dụng cấu trúc liên kết sao (các thiết bị được kết nối với bộ chuyển mạch trung tâm), Ethernet công nghiệp hỗ trợ các cấu trúc liên kết khác nhau như vòng, bus và sao. Các cấu trúc liên kết thay thế này cung cấp khả năng dự phòng và khả năng chịu lỗi, đảm bảo hoạt động liên tục trong trường hợp lỗi mạng.
Tốc độ và băng thông Ethernet
công nghiệp thường hoạt động ở tốc độ cao hơn và đòi hỏi nhiều băng thông hơn so với Ethernet tiêu chuẩn. Nó cho phép tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn để phù hợp với khối lượng lớn dữ liệu được tạo ra bởi các thiết bị công nghiệp, chẳng hạn như cảm biến, thiết bị truyền động và máy móc.
Hỗ trợ cho các giao thức công nghiệp Ethernet
công nghiệp kết hợp hỗ trợ cho các giao thức công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như PROFINET, EtherNet / IP và Modbus TCP / IP. Các giao thức này tạo điều kiện tích hợp liền mạch với các hệ thống điều khiển công nghiệp và cho phép khả năng tương tác giữa các thiết bị khác nhau từ nhiều nhà sản xuất.
Quản lý
mạng Ethernet công nghiệp có thể bao gồm các tính năng quản lý cụ thể phù hợp với môi trường công nghiệp. Các tính năng này có thể bao gồm chẩn đoán từ xa, giám sát thiết bị và các công cụ quản lý tập trung để đảm bảo hoạt động hiệu quả, khắc phục sự cố và bảo trì mạng công nghiệp.
Tốc độ tối đa của cáp mạng M12 là bao nhiêu?
Tốc độ tối đa của cáp mạng M12 phụ thuộc vào loại hoặc loại cáp cụ thể và tiêu chuẩn Ethernet mà nó được thiết kế để hỗ trợ. Đối với cáp Ethernet M12, các loại phổ biến nhất thường được thiết kế để hỗ trợ các tiêu chuẩn Ethernet như 10BASE-T, 100BASE-TX hoặc Gigabit Ethernet (1000BASE-T). Dưới đây là tốc độ tối đa tương ứng cho các tiêu chuẩn này:
- 10BASE-T - Tiêu chuẩn Ethernet này hỗ trợ tốc độ dữ liệu tối đa là 10 Mbps (megabit mỗi giây). Cáp M12 được thiết kế cho 10BASE-T có thể xử lý tốc độ này.
- 100BASE-TX - Chuẩn Ethernet này hỗ trợ tốc độ dữ liệu tối đa là 100 Mbps. Cáp M12 được thiết kế cho 100BASE-TX có khả năng hỗ trợ tốc độ này.
- Gigabit Ethernet (1000BASE-T) - Tiêu chuẩn Ethernet này hỗ trợ tốc độ dữ liệu tối đa là 1 Gbps (gigabit mỗi giây). Một số cáp M12, đặc biệt là cáp được chế tạo bằng vật liệu chất lượng cao hơn và phù hợp với tần số cao hơn, có thể được thiết kế để hỗ trợ tốc độ Gigabit Ethernet.
Điều quan trọng cần lưu ý là không phải tất cả các loại cáp mạng M12 đều được tạo ra như nhau và có thể có sự khác biệt về hiệu suất và khả năng tốc độ giữa các nhà sản xuất cáp và dòng sản phẩm khác nhau. Khi chọn cáp M12, bạn nên kiểm tra các thông số kỹ thuật do nhà sản xuất cung cấp để đảm bảo nó đáp ứng các yêu cầu tốc độ mong muốn cho ứng dụng cụ thể của bạn.
Cáp M12 1 GBPS (gigabit)Cáp M12 10 Gbps
M12 có phải là một yếu tố hình thức tiêu chuẩn cho thiết bị công nghiệp không?
Có, đầu nối M12 là một yếu tố hình thức tiêu chuẩn thường được sử dụng trong tự động hóa công nghiệp, sản xuất, hệ thống điều khiển quy trình, robot và các môi trường gồ ghề khác, nơi yêu cầu kết nối đáng tin cậy và mạnh mẽ.
Đầu nối M12 được biết đến với kích thước nhỏ gọn, hình tròn và cơ chế khóa vít, cung cấp kết nối an toàn và chống rung. Nó được thiết kế để chịu được các điều kiện khắc nghiệt, bao gồm sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, bụi và ứng suất cơ học. Những thuộc tính này làm cho đầu nối M12 rất phù hợp với các cài đặt công nghiệp, nơi các đầu nối truyền thống có thể không chịu được nhu cầu của môi trường.
Đầu nối M12 có sẵn trong các cấu hình khác nhau, bao gồm số lượng chân khác nhau và các tùy chọn mã hóa khác nhau (ví dụ: X-Coded) để tránh nhầm lẫn giữa các đầu nối dành cho các mục đích khác nhau. Tính linh hoạt này cho phép truyền điện, tín hiệu và dữ liệu qua một đầu nối duy nhất, đơn giản hóa hệ thống dây điện và giảm số lượng kết nối cần thiết trong các hệ thống công nghiệp. Do được sử dụng rộng rãi và sẵn có, đầu nối M12 đã trở thành một tiêu chuẩn thực tế trong các thiết bị công nghiệp, đặc biệt là cho giao tiếp Ethernet, kết nối cảm biến, kết nối bộ truyền động và các kết nối thiết bị khác trong các ứng dụng điều khiển và tự động hóa công nghiệp.
Các loại cáp này sẽ hoạt động ở những vị trí ẩm ướt?
Cáp M12 có thể được sử dụng ở những vị trí ẩm ướt, nhưng nó phụ thuộc vào thiết kế và xếp hạng cụ thể của cáp. Cáp M12 tiêu chuẩn thường được thiết kế cho các ứng dụng công nghiệp đa năng và có thể có mức độ chống ẩm, bụi và các yếu tố môi trường khác nhau. Tuy nhiên, chúng có thể không được đánh giá cụ thể để sử dụng ướt hoặc ngoài trời.
Nếu bạn yêu cầu cáp M12 cho các vị trí ẩm ướt, điều quan trọng là phải tìm các loại cáp đã được thiết kế và đánh giá đặc biệt cho các môi trường như vậy. Các loại cáp này thường được gọi là cáp M12 "không thấm nước" hoặc "chống nước". Xếp hạng IP67 chỉ ra rằng cáp được bảo vệ chống bụi xâm nhập và có thể chịu được ngâm tạm thời trong nước lên đến 1 mét. Xếp hạng IP68 có nghĩa là cáp có thể chịu được ngâm đến độ sâu tối đa 1.5 mét trong tối đa 30 phút.
Cáp M12 không thấm nước được chế tạo với các cơ chế và vật liệu niêm phong bổ sung để đảm bảo mức độ bảo vệ cao hơn chống lại nước và độ ẩm. Chúng có thể có các đầu nối chuyên dụng và vật liệu áo khoác giúp tăng cường khả năng chống thấm nước.
Khi chọn cáp M12 cho các vị trí ẩm ướt, bạn nên kiểm tra thông số kỹ thuật của nhà sản xuất và tìm kiếm các loại cáp được đánh giá rõ ràng cho môi trường ngoài trời hoặc ẩm ướt. Điều này đảm bảo rằng cáp có thể chịu được các điều kiện mà chúng sẽ tiếp xúc và cung cấp sự bảo vệ cần thiết chống lại độ ẩm và sự xâm nhập của nước.
Cáp M12 có giống với các loại cáp mạng đồng khác như Cat5 hoặc Cat6 không?
Không, cáp M12 phục vụ một mục đích khác và có các đặc điểm riêng biệt so với cáp Ethernet truyền thống. Cáp M12 thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là trong các hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp. Chúng có đầu nối tròn, khóa vít được gọi là đầu nối M12, được thiết kế để cung cấp các kết nối an toàn và mạnh mẽ trong môi trường khắc nghiệt. Cáp M12 có sẵn trong các cấu hình khác nhau, bao gồm số lượng chân và tùy chọn mã hóa khác nhau, để hỗ trợ nguồn, tín hiệu và truyền dữ liệu trong cài đặt công nghiệp.
Mặt khác, cáp Cat5 và Cat6 thuộc loại cáp xoắn đôi được sử dụng rộng rãi trong các mạng Ethernet truyền thống, bao gồm môi trường văn phòng và các ứng dụng dân cư. Chúng sử dụng đầu nối RJ45, có hình chữ nhật và không có cơ chế khóa vít của đầu nối M12.
Cáp Cat5 và Cat6 được thiết kế để đáp ứng các tiêu chuẩn hiệu suất cụ thể được xác định bởi Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông (TIA) và Tổ chức Tiêu chuẩn hóa Quốc tế (ISO). Chúng thường được sử dụng để truyền dữ liệu Ethernet và có thể hỗ trợ các tiêu chuẩn Ethernet khác nhau, bao gồm 10BASE-T, 100BASE-TX và 1000BASE-T (Gigabit Ethernet). Các loại cáp này thường được sử dụng trong các hệ thống cáp có cấu trúc, kết nối bảng vá và thiết bị mạng.
Mặc dù cả cáp M12 và cáp Cat5 / Cat6 đều truyền dữ liệu, chúng được thiết kế cho các ứng dụng khác nhau và có các đặc điểm vật lý, đầu nối và thông số kỹ thuật riêng biệt. Điều cần thiết là chọn loại cáp thích hợp dựa trên các yêu cầu và môi trường cụ thể của ứng dụng mạng của bạn.
Bạn có thấy bài viết này hữu ích trong việc trả lời các câu hỏi của bạn về NAS không? Chúng tôi rất muốn nghe ý kiến của bạn!
Nguyên tắc cơ bản và thực tiễn để triển khai tốt nhất mạng ethernet cho nhà máy