شبكات التحكم الصناعية وشبكات البيانات ذات الأغراض العامة-.

تعد شبكات التحكم الصناعية وشبكات البيانات ذات الأغراض العامة- نوعين متميزين من أنظمة الشبكات التي تختلف بشكل كبير من حيث التصميم والوظيفة والتطبيقات والأداء. ستوفر هذه المقالة نظرة عامة تفصيلية على الاختلافات بين شبكات التحكم الصناعية وشبكات البيانات ذات الأغراض العامة-، بما في ذلك تعريفاتها وخصائصها وسيناريوهات التطبيق والمتطلبات الفنية واتجاهات التطوير.

1. التعاريف

شبكة التحكم الصناعية هي نظام شبكي مصمم خصيصًا لأنظمة الأتمتة والتحكم الصناعية. يتم استخدامه بشكل أساسي لتسهيل الاتصال وتبادل البيانات بين الأجهزة لتمكين مراقبة عمليات الإنتاج والتحكم فيها وإدارتها. تستخدم شبكات التحكم الصناعية عادةً-بروتوكولات اتصال موثوقة في الوقت الفعلي لتلبية المتطلبات العالية للأداء والموثوقية في الوقت الفعلي-في عمليات الإنتاج الصناعي.

تشير شبكات البيانات ذات الأغراض العامة- إلى أنظمة الشبكات المستخدمة في العمل المكتبي اليومي والترفيه والاتصالات، مثل شبكات الإنترانت الخاصة بالشركات والإنترنت. تستخدم شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-عادةً بروتوكولات اتصال غير-في الوقت الفعلي وغير موثوقة- لتلبية متطلبات المستخدم فيما يتعلق بسرعة الشبكة ومرونتها وفعالية التكلفة-.

2. الخصائص

تختلف شبكات التحكم الصناعية وشبكات البيانات ذات الأغراض العامة- في الخصائص التالية:

2.1-القدرات الزمنية الحقيقية

تتطلب شبكات التحكم الصناعية درجة عالية من القدرة-في الوقت الفعلي لضمان استمرارية واستقرار عمليات الإنتاج. تستخدم شبكات التحكم الصناعية عادةً-بروتوكولات الاتصال في الوقت الفعلي، مثل PROFIBUS وModbus، والتي تضمن طبيعة -الوقت الحقيقي وموثوقية نقل البيانات.

تتطلب شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-متطلبات وقت حقيقي-أقل نسبيًا، ويمكن للمستخدمين عمومًا تحمل درجة معينة من زمن الاستجابة. على الرغم من أن بروتوكولات الاتصال المستخدمة في شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-، مثل TCP/IP، يمكن أن تضمن موثوقية نقل البيانات، إلا أن أداءها في الوقت الفعلي-ضعيف نسبيًا.

2.2 الموثوقية

تتمتع شبكات التحكم الصناعية بمتطلبات موثوقية عالية جدًا، حيث أن أي فشل في الاتصال قد يؤدي إلى انقطاع الإنتاج أو تلف المعدات. تستخدم شبكات التحكم الصناعية عادة تدابير تقنية مثل التصاميم المتكررة، واكتشاف الأخطاء، وآليات الاسترداد لتعزيز موثوقية النظام.

تتمتع شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-بمتطلبات موثوقية منخفضة نسبيًا، ويكون المستخدمون عمومًا على استعداد لقبول درجة معينة من فقدان البيانات أو الأخطاء. تستخدم شبكات البيانات ذات الأغراض العامة - عادةً آليات اكتشاف الأخطاء وتصحيحها، مثل آلية إعادة إرسال TCP، لضمان موثوقية نقل البيانات.

2.3 الأمن

تتمتع شبكات التحكم الصناعية بمتطلبات أمنية عالية للغاية، حيث أن تسرب البيانات أو التلاعب بها أثناء عملية الإنتاج يمكن أن يؤدي إلى حوادث إنتاج خطيرة أو خسائر اقتصادية. تستخدم شبكات التحكم الصناعية عادة تدابير أمنية صارمة، مثل التحكم في الوصول، وتشفير البيانات، والتدقيق الأمني، لحماية أمن البيانات.

تتمتع شبكات البيانات ذات الأغراض العامة- بمتطلبات أمان أقل نسبيًا، ويتحمل المستخدمون عمومًا درجة معينة من تسرب البيانات أو التلاعب بها. تستخدم شبكات البيانات ذات الأغراض العامة- عادةً إجراءات الأمان الأساسية، مثل جدران الحماية وبرامج مكافحة الفيروسات، لمنع الهجمات الضارة والإصابة بالفيروسات.

2.4 قابلية التوسع

توفر شبكات التحكم الصناعية بشكل عام قابلية توسع جيدة، حيث قد يلزم إضافة المعدات أو استبدالها أثناء عمليات الإنتاج. إنهم يستخدمون تصميمات معيارية وواجهات موحدة لتسهيل إضافة المعدات واستبدالها.

تتميز شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-بقابلية توسع ضعيفة نسبيًا، حيث لا يقوم المستخدمون عادةً بإضافة المعدات أو استبدالها بشكل متكرر. إنهم يستخدمون التصميمات المركزية والواجهات الخاصة لتقليل التكاليف وتبسيط الإدارة.

3. سيناريوهات التطبيق

تستخدم شبكات التحكم الصناعية في المقام الأول في أنظمة الأتمتة والتحكم الصناعية، مثل مراقبة خط الإنتاج، والتحكم في المعدات، والحصول على البيانات، والتحليل. يتم نشرها عادةً في البيئات الصناعية مثل المصانع والمناجم ومحطات الطاقة.

تُستخدم شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-في المقام الأول في العمل المكتبي اليومي والترفيه وسيناريوهات الاتصال، مثل شبكات الإنترانت الخاصة بالشركة والإنترنت والبريد الإلكتروني والألعاب عبر الإنترنت. يتم نشرها عادةً في المكاتب والمنازل والمدارس والمواقع المماثلة.

4. المتطلبات الفنية

تختلف شبكات التحكم الصناعية وشبكات البيانات ذات الأغراض العامة- في المتطلبات الفنية التالية:

4.1 بروتوكولات الاتصال

تستخدم شبكات التحكم الصناعية عادةً -بروتوكولات اتصال موثوقة في الوقت الفعلي، مثل PROFIBUS، وModbus، وEtherCAT، والتي تضمن طبيعة -الوقت الفعلي وموثوقية نقل البيانات.

تستخدم شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-عادةً بروتوكولات اتصال غير-في الوقت الفعلي-غير موثوقة، مثل TCP/IP وHTTP وFTP، والتي تلبي متطلبات المستخدم فيما يتعلق بسرعة الشبكة ومرونتها وفعالية التكلفة-.

4.2 أداء الجهاز

تفرض شبكات التحكم الصناعية متطلبات عالية جدًا على أداء الأجهزة، حيث يمكن أن يؤدي فشل المعدات أثناء الإنتاج إلى حوادث إنتاج خطيرة أو خسائر اقتصادية. تستخدم شبكات التحكم الصناعية عادةً أجهزة -عالية الأداء وموثوقة للغاية، مثل PLCs وDCSs وRTUs.

تتطلب شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-متطلبات أقل نسبيًا لأداء المعدات، ويمكن للمستخدمين عمومًا تحمل درجة معينة من فشل المعدات. تستخدم شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-عادةً معدات منخفضة التكلفة ومرنة للغاية، مثل أجهزة التوجيه والمحولات والخوادم.

4.3 بنية الشبكة

تعتمد شبكات التحكم الصناعية عادةً بنية موزعة لتمكين الوصول إلى الأجهزة المحلية ونقل البيانات بسرعة. وهي تستخدم تصميمات معيارية وواجهات موحدة لتسهيل إضافة المعدات واستبدالها.

تعتمد شبكات البيانات ذات الأغراض العامة- عادةً بنية مركزية لتبسيط الإدارة وتقليل التكاليف. إنهم يستخدمون واجهات خاصة وتصميمات مخصصة لتلبية احتياجات سيناريوهات محددة.

5. اتجاهات التنمية

مع تقدم الصناعة 4.0 والتصنيع الذكي، تتطور شبكات التحكم الصناعية نحو قدر أكبر من الذكاء والتكامل والشبكات. في المستقبل، ستركز شبكات التحكم الصناعية بشكل أكبر على أداء البيانات في الوقت الفعلي-والموثوقية والأمان لتلبية متطلبات التصنيع الذكي والإنترنت الصناعي.

تتطور شبكات البيانات ذات الأغراض العامة-أيضًا نحو سرعات أعلى ومرونة أكبر وأمان محسّن. مع تقدم التقنيات مثل 5G، وإنترنت الأشياء (IoT)، والحوسبة السحابية، ستركز شبكات البيانات ذات الأغراض العامة- بشكل أكبر على سرعة الشبكة ومرونتها وفعالية التكلفة- لتلبية طلبات المستخدمين لخدمات الشبكة.