Industrial Ethernet – стандарты и возможности применения

В наши дни понятие Industrial Ethernet употребляется все чаще. Начало внедрению сетей  Ethernet было положено в 70-е годы, а на сегодняшний день по данной технологии оборудовано около 97% офисных площадей, в то время, как технологии Industrial Ethernet являют собой достаточно молодую тематику, значимость которой в сфере промышленности неуклонно растет. Однако что же подразумевается под этим понятием? Что такое Industrial Ethernet и какие возможности он предоставляет пользователю? Эти и другие вопросы освещены в нижеследующей статье на основе практического примера одного из немецких производственных предприятий. Под Ethernet понимается технология локальных проводных сетей передачи данных (LAN). Данная технология позволяет всем пользователям приборов, подключенных в рамках локальной сети, проводить обмен файлами и данными на основе высокочастотных технологий. 

Industrial Ethernet описывает использование стандартов Ethernet для интегрирования приборов в локальную сеть в рамках промышленного производства. Совершенно естественно, что предприниматели стремятся свести к минимуму риски в связи с производственным браком, а тем более выходом оборудования из строя и даже остановкой производства. Во избежание данных последствий интегрируются приборы, необходимые для регулирования и контроля производственных процессов, в уже имеющиеся сети Ethernet-LAN (как правило), которые соединяет рабочие места на компьютерах сотрудников. Таким образом, данные технологии позволяют проводить непрерывный контроль специфических производственных параметров, таких, как, например качество и количество продукции, температура и т.д. 

Требования, предъявляемые в суровых производственных условиях

В то время, как для установки сетевых подключений в офисных помещениях существует широкий спектр продукции и возможностей, которые, в связи с отсутствием альтернативных решений, зачастую применяются и в промышленной сфере, при этом, как правило, игнорируются существенные различия между условиями эксплуатации в офисных помещениях и на производстве. Однако именно сетевые подключения особенно чувствительны к попаданию пыли и воды, ведь офисные розетки, обладающие максимальной степенью защиты IP20, вовсе не способны обеспечить требуемый уровень защиты. В условиях воздействия мелких частиц пыли (напр. лесопильные мастерские), высокой влажности (напр., тепличные хозяйства), а так же высокой вибрации (напр., конвейеры и транспортеры) и т.п., требуются корпуса сетевых распределителей и компоненты, устойчивые к вышеуказанным воздействиям в рамках суровых условий эксплуатации. В данном случае особенно важны такие показатели, как повышенный класс защиты (пыле-, водостойкость и т.п.), защита от воздействия вибраций, расширенные стандарты термостойкости, а так же во многом - специальные защитные приспособления на случай выхода оборудования из строя.

В рассматриваемом примере в ходе повышения эффективности производства недавно производилось расширение/ модернизация уже имеющейся производственной линии. В рамках запланированных мероприятий существующая система энергоснабжения должна была быть расширена за счет установления децентрализованной информационной сети. Целью данного нововведения был учет отдельных параметров непосредственно на производственной линии, а так же контроль и регулирование отдельных процессов.                 

         Рис.1 Продукция предприятия: консервные банки

Для реализации поставленной задачи по подключению сети Industrial Ethernet специалисты Julius Kleemann GmbH & Co. KG сделали выбор в пользу продукции МЕННЕКЕС.

Решения для реализации поставленных задач

Весь опыт, накопленный в сфере производства промышленных штекерных соединений МЕННЕКЕС, был максимально задействован при разработке линейки изделий для подключения промышленных сетей Industrial Ethernet, что позволяет воспользоваться всем спектром преимуществ модульного принципа, заложенного в основу программы комбинаций розеток серии  AMAXX. Таким образом, МЕННЕКЕС производит и поставляет сетевые корпуса промышленного назначения с классом защиты IP 67 для установки в производственных помещениях и на открытых объектах, в которые встраиваются комбинации розеток серии AMAXX.

Сетевые корпуса данной серии могут быть укомплектованы традиционными для данной сферы промышленности компонентами. А сами "ходовые" компоненты – в основном в зависимости от размеров корпуса- так же представлены в программе поставок МЕННЕКЕС. И именно этот факт произвел большое впечатление на Герберта Зиттингера, главного электромонтажника  Julius Kleemann GmbH & Co. KG: «Четко структурированная концепция от МЕННЕКЕС сразу же произвела на нас впечатление. Данное решение позволяет нам непосредственно на производстве обеспечить подключение электричества и передачу данных. Мы получаем все необходимые компоненты от одного производителя, не сомневаясь, что все элементы идеально подходят друг к другу».

Рис.2: Комбинация  МЕННЕКЕС, вид изнутри: подключение Industrial Ethernet

Компактная установка технологий подключения электричества и передачи данных

Там, где производится установка сетевых компонентов для использования Industrial Ethernet, как правило, требуется и подключение электроэнергии. Для подачи электричества в суровых производственных условиях существует целый ряд возможностей, один из наиболее распространенных в данном случае - это установка комбинации розеток. С тем, чтобы обеспечить компактное, четко структурированное и минимально затратное решение для пользователя, специалисты МЕННЕКЕС объединили установку сетевых компонентов и необходимой комбинации розеток.

При одновременной установке подключения к электроэнергии и порта передачи данных необходимо учитывать соблюдение требуемых стандартов, которые могут отличаться друг от друга. Так, согласно предписаниям, информационный и электрический кабель должны прокладываться отдельно друг от друга. Разделение может выполняться либо при помощи соблюдения соответствующего расстояния, в сочетании с соответствующей изоляцией, либо с помощью экранирования. Благодаря оптимальному решению, объединяющему подключение электричества и порта передачи данных в одном корпусе, МЕННЕКЕС, с одной стороны,  выполняет требования к разделению кабелей с фланцевым подключением параллельно друг другу в модуле, внешне представляющем собой единое целое, обеспечивая при этом идеальную, с точки зрения физики, изоляцию сетевого и электрического кабелей. Данное разделение необходимо в первую очередь для того, чтобы гарантировать требуемый уровень безопасности, а так же избежать последствий электромагнитного воздействия.

Вопрос электромагнитной совместимости на предприятии Julius Kleemann GmbH & Co. KG стоит очень остро, поскольку пуансоны испытывают на себе активное воздействие импульсов включения и выключения. По этой причине на предприятии стремятся свести к минимуму использование медного провода, с тем, чтобы избежать перебоев в производстве, а так же сократить объем работ по подключению.

И именно в данной ситуации МЕННЕКЕС смогла предложить компании оптимальное решение по подключению Industrial Ethernet, позволяющее произвести установку локальной сети при помощи  оптоволоконного кабеля, который прокладывается от центрального сервера, на 80 метров удаленного от производственной линии. В корпусе сетевого распределителя предусмотрено 4 порта RJ45 и переключатель, благодаря чему осуществляется коммуникация между центральным сервером и подключенным участкам производственной установки. А в сетевом корпусе размещен распределитель, осуществляющий подключение электропитания – это комбинация розеток серии AMAXX, оснащенная одной розеткой на 16А и двумя розетками с предохранителями, включая и защитные приспособления.  

Использование модульной конструкции дает предприятию Julius Kleemann GmbH & Co. KG целый ряд преимуществ, ведь производство прекрасно подготовлено к будущему развитию, а именно этот аргумент играет с точки зрения Гюнтера Хехта, производственного менеджера МЕННЕКЕС, ключевую роль: «В наших изделиях используется принцип конструктора, где все компоненты прекрасно сочетаются друг с другом, позволяя создать идеальное комплексное решение для каждого заказчика. Данная концепция предоставляет достаточную степень варьирования, необходимую для реализации индивидуальных требований, более того, позволяющую достаточно просто осуществлять последующую дополнительную комплектацию и расширение спектра  уже существующих подключений. Таким образом, клиенту предоставляется полная свобода в реализации всех возможностей».

Вывод

Наконец появилось профессиональное решение по подключению промышленных сетей Industrial Ethernet непосредственно на производстве, обеспечивая при этом степень защиты до IP 67. Вы получаете весь спектр необходимых компонентов для подключения электричества и передачи данных от одного производителя, что позволяет значительно упростить проектирование, калькуляцию и заказ. Использование оптоволоконного кабеля для соединения этажного распределителя с сетевым корпусом предоставляет явные преимущества при монтаже, одновременно сокращая риск возникновения неполадок вследствие электромагнитных воздействий.

Тем самым, навсегда уходят в прошлое индивидуальные подключения, специальные решения и распределительные шкафы невероятных размеров.

Автор: Др. Сандра Вюрде, отдел исследований и развития МЕННЕКЕС Market Research & Development Статья любезно предоставлена ЛАПП Украина