مبادئ الإيثرنت الصناعية
يمكن تقسيم مبدأ الإيثرنت الصناعي إلى الجوانب التالية:
الطبقة المادية:واجهات الطبقة المادية المستخدمة في الإيثرنت الصناعية هي بشكل أساسي الزوج الملتوي والألياف البصرية ، والتي يعتبر الزوج الملتوي هو الواجهة الأكثر استخدامًا. يتم استخدام أزواج ملتوية لتلبية متطلبات التحكم الصناعية المختلفة من خلال معدلات نقل مختلفة (على سبيل المثال 10 ميغابت في الثانية ، 100 ميغابت في الثانية ، 1 جيجابت في الثانية ، 10 جيجابت في الثانية ، إلخ).
طبقة ارتباط البيانات:تعتمد طبقة ارتباط البيانات في الإيثرنت الصناعية بشكل أساسي بروتوكول Ethernet ، ولكن تمت إضافة بعض الوظائف المطلوبة للتحكم الصناعي على هذا الأساس ، مثل آلية مزامنة الإطار ، وآلية التحكم في التدفق ، وآلية الوقت الفعلي ، وما إلى ذلك ، آلية مزامنة الإطار يمكن أن تضمن ترتيب وصول البيانات ، يمكن لآلية التحكم في التدفق التحكم في معدل نقل البيانات ، ويمكن لآلية الوقت الحقيقي أن تضمن الوقت الحقيقي وموثوقية البيانات.
طبقة الشبكة:تعتمد طبقة الشبكة من Ethernet الصناعية بشكل أساسي بروتوكول TCP/IP ، والذي يدرك تقسيم الشبكة والإدارة من خلال عنوان IP وقناع الشبكة الفرعية. بالإضافة إلى ذلك ، تدعم Ethernet الصناعية أيضًا مجموعة متنوعة من بروتوكولات الاتصال في الوقت الفعلي (مثل ProfInet ، EtherCat ، إلخ) لتلبية متطلبات التطبيق المختلفة.
طبقة التطبيق:تشمل طبقة التطبيق من Ethernet الصناعي بروتوكولات التحكم الصناعي (مثل Modbus ، Canopen ، إلخ) وخدمات الويب (على سبيل المثال HTTP ، FTP ، إلخ) لدعم التطبيقات مثل التحكم الصناعي ونقل البيانات. بشكل عام ، يتمثل مبدأ Ethernet الصناعي في تحقيق انتقال فعال وموثوق لبيانات التحكم الصناعية من خلال بروتوكولات وآليات مختلفة لتلبية احتياجات الإنتاج والتحكم الآلي للمواقع الصناعية.
ميزات الإيثرنت الصناعية
إيثرنت الصناعية لها الخصائص التالية:
انتقال عالي السرعة:تعتمد Ethernet الصناعي تكنولوجيا الإرسال عالية السرعة ، ويمكن أن تصل سرعة نقل البيانات إلى 10 ميغابت في الثانية ، 100 ميجابت في الثانية أو 1000 ميجابت في الثانية ، وهي أسرع من بروتوكولات الاتصالات الصناعية التقليدية.
في الوقت الحالى:تدعم Industrial Ethernet نقل البيانات في الوقت الفعلي ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات الوقت الفعلي في مجال التحكم الصناعي والأتمتة ، مثل التحكم في الروبوت والتحكم في العملية.
موثوقية عالية:تعتمد Ethernet الصناعي آلية التكرار وقدرة الشفاء الذاتي ، والتي يمكن أن تضمن موثوقية واستمرارية نقل البيانات ، وفي الوقت نفسه ، يمكنها اكتشاف وتتعافى تلقائيًا من الأعطال ، وذلك لتحسين موثوقية النظام واستقراره.
توسع سهل:يمكن أن تدعم شركة Ethernet الصناعية أنواعًا مختلفة من المعدات والأنظمة المراد توصيلها في نفس الشبكة لتحقيق ربط المعدات وتبادل المعلومات ، وفي الوقت نفسه ، يمكنها توسيع نطاق الشبكة والطوبولوجيا بمرونة لتلبية احتياجات سيناريوهات التطبيق المختلفة.
الترابط:يمكن أن تكون Ethernet الصناعية مترابطة مع الشبكات الأخرى ، مثل الإنترنت والشبكة المحلية ، وما إلى ذلك ، لتحقيق مشاركة البيانات والتواصل بين مختلف المناطق والإدارات.
حماية:تدعم شركة Ethernet الصناعية بروتوكولات الأمن وآليات التشفير ، والتي يمكن أن تحمي أمن وسرية نقل البيانات ومنع هجمات المتسللين وتسرب البيانات. باختصار ، تتميز Ethernet الصناعي بالإرسال عالي السرعة ، والوقت الفعلي ، والموثوقية العالية ، وسهولة التوسع ، والتوصيل البيني والأمان ، وهو مناسب لنقل البيانات والتواصل في مجالات التحكم الصناعي والأتمتة.
مشاكل يجب حلها بواسطة Ethernet الصناعي
تشمل المشكلات التي يجب حلها بواسطة Ethernet الصناعي بشكل أساسي الجوانب التالية:
مشكلة في الوقت الحقيقي:يحتاج نظام التحكم في المجال الصناعي إلى جمع ومعالجة كمية كبيرة من البيانات في الوقت الفعلي ، لذلك من الضروري حل مشكلة الشبكة في الوقت الفعلي لضمان النقل السريع ومعالجة البيانات.
قضايا الموثوقية:يحتوي نظام التحكم في المجال الصناعي على متطلبات موثوقية عالية جدًا للشبكة ، لأن فشل الشبكة قد يؤدي إلى إغلاق خط الإنتاج بالكامل أو في المصنع ، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية ضخمة ، لذلك من الضروري تصميم بنية شبكة موثوقة للغاية والتكنولوجيا.
قضايا الأمن:يتضمن نظام التحكم في المجال الصناعي الكثير من البيانات الهامة ، مثل خطط الإنتاج ، ومعلمات العملية ، وما إلى ذلك ، لذلك من الضروري اتخاذ تدابير أمنية صارمة لمنع تسرب البيانات أو العبث أو التلف.
قابلية التشغيل البيني:يتكون نظام التحكم في الحقل الصناعي من العديد من الأجهزة والأنظمة المختلفة ، لذلك من الضروري إدراك قابلية التشغيل البيني بين الأجهزة والأنظمة ، حتى يتمكنوا من التواصل مع بعضهم البعض والتعاون لتحقيق إنتاج أكثر كفاءة والتحكم. بشكل عام ، تتمثل مشكلة Ethernet الصناعية في كيفية تحقيق انتقال فعال ومعالجة بيانات الميدان الصناعي في ظل فرضية عالية في الوقت الفعلي ، وموثوقية عالية ، وأمن مرتفع ، وارتفاع عملية التشغيل البيني لتلبية احتياجات الإنتاج الصناعي والتحكم.