Průmyslové ethernetové sítě již nejsou omezeny jen na jednu lokalitu, ani na jeden typ prostředí. Místo toho automatizační sítě umožňují lepší propojení, širší integraci a větší možnosti výměny dat v systému tím, že posouvají hranice ethernetové komunikace mimo prostor omezený řídicím centrem a průmyslovým provozem. Řídicí centrum může používat taková datová propojení k jednodušší a efektivnější kontrole nad provozem systému.

Unikátní výzvou pro stavbu sítě pokrývající jak řídicí centrum, tak i průmyslový provoz, je volba ethernetových přepínačů, které jsou vhodné pro obě tyto úlohy. V minulosti byli systémoví integrátoři nuceni k použití komerčních přepínačů v dispečincích, což mělo nepříznivý vliv na funkci celé sítě. Naštěstí již tyto kompromisy nejsou potřebné díky nabídce centrálních průmyslových přepínačů, které umožňují návrh plně průmyslové sítě v průmyslových systémech.

Kombinované řešení se v průmyslových systémech trápí

Mnoho sítí, které pokrývají průmyslový provoz i řídicí centrum, využívá dvou typů zařízení: odolné průmyslové přepínače umístěné na DIN liště v prostředí provozu a komerční přepínače do RACK skříní pro řídicí centrum. Do jisté míry byla tato strategie „kombinovaného řešení“ dána jednoduše dostupností a cenou zařízení. V minulosti splňovaly požadavek řídicích center na hustotu portů a výkon pouze komerční přepínače. Pomocí kombinovaného řešení se dala efektivně vytvořit síť, která pokrývala i řídicí centrum.

Nicméně, každý zkušený provozovatel sítě si dobře uvědomuje, že počáteční náklady na vybavení jsou jen zlomkem celkových nákladů na implementaci a provoz sítě. Celkové náklady na vlastnictví jsou místem, kde kombinace průmyslových a komerčních síťových prvků začíná odhalovat své slabiny. A zejména to je v průmyslových aplikacích, jako jsou inteligentní dopravní systémy, zpracování a distribuce ropy a plynu, železniční aplikace apod.

Trápení komerčních přepínačů v řídicích centrech: průmyslová řídicí centra neposkytují optimální provozní podmínky pro komerční zařízení, obzvláště v dopravě a energetice. Očekává se, že provozními podmínkami pro komerční přepínače budou klimatizované serverové sály v administrativní budově, která je daleko od rušného železničního velínu nebo těžební plošiny. V průmyslových řídicích centrech musí přepínače čelit vysokému elektromagnetickému rušení a výbojům, které mohou vážně ohrozit spolehlivost a výkon komerčního přepínače.

Dokonce i prašnost a teplotní výkyvy v relativně čistých řídicích místnostech mohou být mimo možnosti komerčních přepínačů. V průmyslových aplikacích není čisté antiseptické prostředí a proto i provozovatelé smíšeného typu sítí se mohou setkávat s potřebou časté výměny ventilátorů nebo celých komerčních přepínačů. Nevhodnost této třídy zařízení pro průmyslová řídicí centra přispívá k vysokým celkovým nákladům na vlastnictví smíšeného síťového řešení.

Komerční přepínače degradují výkon průmyslových přepínačů: málo robustní komerční zařízení v řídicím centru jsou slabým článkem celé průmyslové sítě a může snižovat výkonnost robustnější průmyslové části sítě. Například průmyslové přepínače obvykle podporují pokročilé redundantní topologie, jako jsou kruhové topologie, které umožňují automatickou obnovu komunikace do 20ms při přerušení síťové cesty. Komerční přepínače obvykle nasazované v řídicích centrech používají méně pokročilé technologie jako je RSTP, což může v nejlepším případě přinést prodloužení času obnovy na 5s. Pokud se kombinují tyto dva typy systémů, jsou komerční síťové prvky překážkou rychlé obnovy sítě, což nepříznivě ovlivňuje dobu zotavení celého systému.

Problémy se vzájemnou spolupráci zvyšují náklady: Smíšené typy sítě obsahují více tříd ethernetových přepínačů. Jiné v řídicích centrech a jiné v provozech. To znamená nutnost zajistit dva různé dodavatele pro stejnou síť, což způsobuje komplikace a dodatečné náklady. Pokud ve smíšené síti vznikne problém, musí provozovatel sítě kontaktovat podporu více dodavatelů. V některých případech to dokonce může znamenat podpis více smluv o poskytování služeb. Co je horší, není vždy jasné, jestli se problém vyskytuje v centrální nebo provozní části sítě. Provozovatel tak nemůže ihned získat podporu od jednoho kvalifikovaného zdroje, ale musí trávit další čas určením, které servisní kontaktní místo je zodpovědné za řešení problému.

Kromě toho, že je obtížné kombinovat v jedné síti proprietární kruhovou topologii s RSTP redundancí, nelze ani v každé síti jednoduše vytvořit redundantní kruh a ty pak vzájemně propojit. To zvyšuje náklady na kabeláž, kterou musí systémový integrátor vytvořit pro správné propojení průmyslové a komerční části sítě.

Jak dosáhnout zlepšení: Plně průmyslové sítě

Ve smíšených sítích se snižují náklady tím, že se přepínače vhodné spíše pro kancelářské prostory umísťují do řídících center, což spíše vytváří další náklady než úsporu. Proto je jasné, že výhodnější strategií pro průmyslové systémy je nasazení plně průmyslových sítí. To přináší průmyslově odolnou, konzistentní a výkonnou síť jak v řídicích centrech, tak i průmyslových provozech.

Plně průmyslové sítě eliminují nekonzistenci výkonu, která je typická pro smíšené sítě. Přepínače v řídicích centrech neomezují výkon a funkčnost svých protějšků v průmyslovém provozu a nabízejí stejně vysoké MTBF a výjimečnou odolnost, jako je běžné u průmyslových přepínačů. Získání servisních služeb je rovněž snazší, protože celá síť je pořízena u jednoho dodavatele. Všechny přepínače podporují průmyslové redundantní technologie, takže celková doba zotavení sítě je velmi rychlá do 20ms. Náklady na údržbu jsou ještě nižší, pokud jsou nasazeny přepínače bez ventilátorů s velkým provozním teplotním rozsahem. Bezventilátorová zařízení nevyžadují časté čištění, což provozovatelům ušetří náklady na provozní údržbu. V konečném důsledku plně průmyslové sítě eliminují vysoké náklady na provoz komerčních přepínačů v průmyslovém prostředí.

Průmyslové sítě potřebují průmyslová zařízení

Přepínače Moxa pro montáž do RACK skříní poskytují skvělý síťový výkon v průmyslovém balení, takže už není důvod ke kompromisům a omezování funkčnosti průmyslové části sítě komerčními přepínači v řídicím centru. Ve srovnání s kombinovaným řešením jsou průmyslové sítě spolehlivější, umí se rychleji zotavit ze selhání uzlů a jednodušeji se udržují. Důsledkem toho jsou celkové náklady na vlastnictví sítě nižší. Široké portfolio Moxa pro průmyslový Ethernet zahrnuje mnoho přepínačů vhodných pro montáž do RACK skříní v centrálních dispečincích. Chcete-li se seznámit s produktovou řadou Moxa a porovnat specifikace průmyslových přepínačů pro řídicí centra s jejich komerčními protějšky, klikněte zde.