Промышленный Ethernet ( IE ) — это использование Ethernet в промышленной среде с протоколами, которые обеспечивают детерминизм и управление в реальном времени. [1] Протоколы для промышленного Ethernet включают EtherCAT , EtherNet/IP , PROFINET , POWERLINK , SERCOS III , CC-Link IE и Modbus TCP . [1] [2] Многие промышленные протоколы Ethernet используют модифицированный уровень управления доступом к среде (MAC) для обеспечения низкой задержки и детерминизма. [1] Некоторые микропроцессоры обеспечивают поддержку промышленного Ethernet.
Industrial Ethernet может также относиться к использованию стандартных протоколов Ethernet с прочными разъемами и расширенными температурными переключателями в промышленной среде для автоматизации или управления процессами . Компоненты, используемые в технологических зонах завода, должны быть спроектированы для работы в суровых условиях экстремальных температур, влажности и вибрации, которые превышают диапазоны для информационно-технологического оборудования, предназначенного для установки в контролируемых средах. Использование оптоволоконных вариантов Ethernet уменьшает проблемы электрических помех и обеспечивает электрическую изоляцию.
Некоторые промышленные сети подчеркивали детерминированную доставку передаваемых данных, тогда как Ethernet использовал обнаружение коллизий , что затрудняло оценку времени транспортировки отдельных пакетов данных с ростом сетевого трафика. Обычно промышленные применения Ethernet используют полнодуплексные стандарты и другие методы, чтобы коллизии не оказывали неприемлемого влияния на время передачи.
Промышленное использование требует рассмотрения среды, в которой должно работать оборудование. Заводское оборудование должно выдерживать более широкий диапазон температур, вибрации, физического загрязнения и электрического шума, чем оборудование, установленное в специализированных шкафах для коммутации информационных технологий . Поскольку критический контроль процесса может зависеть от соединения Ethernet, экономическая стоимость прерываний может быть высокой, и поэтому высокая доступность является важным критерием. Промышленные сети Ethernet должны взаимодействовать как с текущими, так и с устаревшими системами и должны обеспечивать предсказуемую производительность и ремонтопригодность. В дополнение к физической совместимости и низкоуровневым транспортным протоколам, практичная промышленная система Ethernet также должна обеспечивать совместимость более высоких уровней модели OSI . Промышленная сеть должна обеспечивать безопасность как от вторжений извне завода, так и от непреднамеренного или несанкционированного использования внутри завода. [3]
Когда промышленная сеть должна подключаться к офисной сети или внешним сетям, можно установить систему межсетевого экрана для управления обменом данными между сетями. Такое сетевое разделение сохраняет производительность и надежность промышленной сети.
Промышленные условия зачастую гораздо более суровые, часто подвержены воздействию масляных брызг, водяных брызг и физических вибраций, поэтому для промышленного Ethernet часто требуются более прочные и водонепроницаемые разъемы на одном или обоих концах кабеля Cat 5 или Cat 6 , такие как разъемы M12 или M8, а не разъемы 8P8C , обычно используемые в домах и на предприятиях. [4] [5]
Программируемые логические контроллеры (ПЛК) взаимодействуют с использованием одного из нескольких возможных открытых или фирменных протоколов, таких как EtherNet/IP , EtherCAT , Modbus , Sinec H1 , Profibus , CANopen , DeviceNet или FOUNDATION Fieldbus . Идея использования стандартного Ethernet делает эти системы более совместимыми .
Некоторые преимущества по сравнению с другими типами промышленных сетей включают в себя:
К трудностям использования промышленного Ethernet относятся: