工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)

      與大多數(shù)的技術(shù)一樣，工廠自動(dòng)化包含復(fù)雜的機(jī)器、環(huán)境和使其運(yùn)行的通信網(wǎng)絡(luò)若又。

 

      簡(jiǎn)單而言，自動(dòng)化是一個(gè)控制器粱快，通過(guò)某種介質(zhì)（雙絞線秩彤、同軸電纜、光纖事哭、無(wú)線節(jié)點(diǎn)）向機(jī)器發(fā)送電氣信號(hào)漫雷、光信號(hào)或無(wú)線信號(hào)，機(jī)器通過(guò)執(zhí)行某些機(jī)械操作對(duì)信號(hào)進(jìn)行響應(yīng)鳍咱。由于具備高水準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)珊拼、加工設(shè)備、機(jī)器人流炕，以及通信網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議澎现，自動(dòng)化的程度已經(jīng)非常先進(jìn)，可以完成從生產(chǎn)消費(fèi)性產(chǎn)品每辟、控制公用設(shè)施到保護(hù)軍事防衛(wèi)系統(tǒng)的任何工作剑辫。

 

      車間和加工工程有太多高質(zhì)量的系統(tǒng)可供選擇。工程師指定設(shè)備和相應(yīng)的控制系統(tǒng)渠欺，在大多數(shù)情況下妹蔽，這些設(shè)備與控制系統(tǒng)與其它協(xié)議或網(wǎng)絡(luò)不能互用。例如酥丛，在任何一個(gè)制造廠中绎疟，可能有幾個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)分布在各個(gè)工作單元中。此外蘸暮，還存在多數(shù)以TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議） 以太網(wǎng)協(xié)議為基礎(chǔ)的局域網(wǎng)（LAN）曼砾，從而便于辦公室通信。到目前為止懊据，將所有這些開放式甚至專有網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)需要非常多的努力跑著，盡管這不是最有效的使用資源的方式，企業(yè)仍然努力獲得了成功和效益接纽。

 

      簡(jiǎn)而言之门幌，今天的以太網(wǎng)協(xié)議可用于提供辦公室通信以及高水準(zhǔn)的自動(dòng)化操作贝渣，例如控制、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控熏盲。來(lái)自各個(gè)制造商的基于工業(yè)以太網(wǎng)的自動(dòng)化設(shè)備最終將會(huì)互用确告。利用工業(yè)以太網(wǎng)，加工工程師可以將節(jié)點(diǎn)混合并匹配到工作單元券雕，就如將來(lái)自一個(gè)供應(yīng)商的計(jì)算機(jī)與來(lái)自第二個(gè)供應(yīng)商的激光打印機(jī)和來(lái)自第三個(gè)供應(yīng)商的LAN交換機(jī)匹配起來(lái)一樣簡(jiǎn)單遇患。

 

      用安裝在一線辦公室的同一個(gè)LAN控制車間及訪問制造數(shù)據(jù)的能力向企業(yè)提供了寶貴的財(cái)富和機(jī)遇。 所需要的只是一個(gè)共用基礎(chǔ)設(shè)施虽另。這提供了一個(gè)全面共用布線的前景，有機(jī)會(huì)使公司將信息技術(shù)與加工/制造結(jié)合起來(lái)饺谬。工業(yè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)具有通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問的能力捂刺。數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量控制和制造物流均可實(shí)時(shí)下載到ERP（企業(yè)資源計(jì)劃）中募寨。此外族展，客戶與其供應(yīng)商之間的通信將更有效率。展望未來(lái)拔鹰，工業(yè)以太網(wǎng)是一個(gè)完全順暢運(yùn)行的企業(yè)的一個(gè)組成部分仪缸，其中語(yǔ)音、數(shù)據(jù)列肢、制造恰画、安全和建筑自動(dòng)化系統(tǒng)全部通過(guò)一個(gè)集中的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行。

 

      但是瓷马，要使大部分期望得以實(shí)現(xiàn)拴还，必須增強(qiáng)以太網(wǎng)產(chǎn)品的性能（或經(jīng)過(guò)工廠證明）。在辦公室中裂怕，RJ45症影、Cat 5e/6連接器、交換機(jī)和UTP電纜被廣泛認(rèn)為是最好的選擇之一椒缀。在工業(yè)環(huán)境中進(jìn)行布線和連接時(shí)垦亲，標(biāo)準(zhǔn)RJ45插座和插頭不能適應(yīng)車間的惡劣環(huán)境：高溫、強(qiáng)烈的振動(dòng)條件脑播、感應(yīng)磁噪聲常迹、水洗過(guò)程、油污冗级、污染物和很多其它條件笔骏。但是對(duì)于銅介質(zhì)，RJ45接口仍然是以太網(wǎng)物理層設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)粮森。

 

      工業(yè)以太網(wǎng)解決方案就是解決了以上問題室拿。此產(chǎn)品范圍包括工業(yè)以太網(wǎng)RJ45隔艙式連接器兆又、轉(zhuǎn)接線和不銹鋼面板。隔艙式連接器符合針對(duì)以太網(wǎng)/TP的ODVA（Open Devicenet Vendor Association磺穷，開放設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會(huì)） 規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)陈莽，如ODVA的CIP—— 針對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的通用工業(yè)協(xié)議，隔艙式連接器具有IP67級(jí)別虽抄。

 

      工業(yè)級(jí)電纜也是非常重要的一部分走搁。由于油和溫度分級(jí)，標(biāo)準(zhǔn)單股或多股UTP電纜的外套的外徑比現(xiàn)場(chǎng)端接的或長(zhǎng)度有限的轉(zhuǎn)接線更大迈窟。

 

      ODVA指定的連接器廣泛應(yīng)用于世界各地私植，因?yàn)樗灰?TIA（電信行業(yè)協(xié)會(huì)）和其它針對(duì)類似工業(yè)以太網(wǎng)認(rèn)可文檔的歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)。

 

      展望未來(lái)车酣，預(yù)計(jì)完全的端對(duì)端解決方案將是安裝的核心曲稼。這些解決方案的核心是IP級(jí)機(jī)柜（IP評(píng)級(jí)系統(tǒng)在本文的末尾定義，并與 NEMA 評(píng)級(jí)進(jìn)行比較）湖员。

 

      因?yàn)楣I(yè)以太網(wǎng)尚處于初級(jí)階段贫悄，公共架構(gòu)（或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）仍然處于在定義過(guò)程之中。在很多情況下娘摔，以太網(wǎng)交換機(jī)窄坦，無(wú)論是專為車間而強(qiáng)化的交換機(jī)還是用于辦公室環(huán)境的交換機(jī)，都位于地面上的控制柜中凳寺⊙冀颍控制柜為交換機(jī)提供IP和NEMA級(jí)別的保護(hù)。盡管此類架構(gòu)是可行的旁核，但可能不是最有效的忠帝，視設(shè)備、設(shè)計(jì)等而定麦葱。將自動(dòng)化交換機(jī)集中到一個(gè)區(qū)域要求交換機(jī)與其控制的實(shí)際設(shè)備之間必須要有足夠長(zhǎng)的布線涝猩。將交換機(jī)帶入工作區(qū)是將來(lái)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方向。為此盖础，必須防止交換機(jī)受到工作區(qū)面臨的極為惡劣的環(huán)境影響期司。IP-66和IP-54級(jí)的機(jī)柜，外形相對(duì)緊湊伶肚，特別適合不同位置的安裝闭廊，是這個(gè)問題的解決方案。機(jī)柜提供所選交換機(jī)的DIN軌道安裝侄含、電源典义、可選風(fēng)扇/溫度調(diào)節(jié)裝置以及預(yù)配置的工業(yè)以太網(wǎng)隔艙式RJ45連接器密封管——如果需要，可用作工業(yè)用配線架褒醒。這些機(jī)柜具有斷電上鎖/標(biāo)記（lock-out / tag-out）安全機(jī)制以確保交換機(jī)沒有被固定藕各。

 

      整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可靠性取決于支持網(wǎng)絡(luò)的布線基礎(chǔ)架構(gòu)的完整性和牢固性池摧。必須考慮到網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境、設(shè)計(jì)和將來(lái)的需要激况。圍繞成熟的技術(shù)合作伙伴構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)將對(duì)無(wú)縫的開發(fā)與性能提供支持作彤。

 

      有關(guān)標(biāo)志（LOGO）包括：Rockwell Automation Encompass、Cisco Systems乌逐、Panduit 和 Belden竭讳。

 

第2頁(yè) 布線基礎(chǔ)架構(gòu)

 

      布線基礎(chǔ)架構(gòu)包括銅纜和光纜、連接器和線纜管理系統(tǒng)浙踢，通過(guò)這些設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)绢慢。如果此系統(tǒng)不能按要求進(jìn)行操作，信息流將受到干擾洛波，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致信息流的停止胰舆。注意確定、設(shè)計(jì)和安裝布線系統(tǒng)的細(xì)節(jié)將防止關(guān)鍵的連接組件出現(xiàn)故障導(dǎo)致工業(yè)網(wǎng)絡(luò)停止運(yùn)行奋岁。

 

在惡劣的環(huán)境中建議采用以下元件：

 

    Panduit 產(chǎn)品線             產(chǎn)品系列                   關(guān)鍵性能

    IP67銅纜連接                                             符合TIA/EIA-568-B.2-1標(biāo)準(zhǔn)

                                                                    符合  ISO 11801 第二版標(biāo)準(zhǔn)

                                                                    符合針對(duì)密封以太網(wǎng)/IP RJ45
                                                                    連接器的TIA和ODVA聯(lián)合草案思瘟。   

   UTP和STP                   Cat 5e                     符合 Cisco 標(biāo)準(zhǔn)*

                                                                    符合 Rockwell Automation 標(biāo)準(zhǔn)*

   

   IP級(jí)機(jī)柜                    IP67隔艙式插座

                                   內(nèi)部轉(zhuǎn)接線                   IP66或 IP54

                                   風(fēng)扇過(guò)濾器套件             向上連接到光纖或銅纜

                                   斷電上鎖/掛簽安全保護(hù)   標(biāo)準(zhǔn)NEMA孔拆卸

                                                                     DIN軌道安裝

   

IndustrialNet RJ45       Cat 5e 插頭               工業(yè)用電纜

IP67轉(zhuǎn)接線                                                    兩端有Industrial TX5e插頭

   

不銹鋼面板                     一個(gè)孔一套                 支持Industrial TX5e連接器

                                    垂直面板                    后襯墊提供緊密密封荸百。

                                                                    與IndustrialNet連接件一起
                                                                    使用時(shí)實(shí)現(xiàn) IP67密封槽邮。   

標(biāo)識(shí)產(chǎn)品                        標(biāo)識(shí)軟件系統(tǒng)              符合TIA/EIA 606-A標(biāo)準(zhǔn)

                                    手提式標(biāo)記打印機(jī)        用于指定關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)的端到端標(biāo)識(shí)系統(tǒng)。

                                    用于惡劣環(huán)境的標(biāo)簽

 

網(wǎng)絡(luò)接地產(chǎn)品

                                    銅纜壓縮                    符合TIA/EIA 607標(biāo)準(zhǔn)

                                    機(jī)械連接器           保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的端到端接地解決方案债竖。

 

線纜管理產(chǎn)品

                                   層疊式線纜架調(diào)整器

                                   垂直附件

                                   螺紋桿蓋子

                                   垂直 D 形環(huán)

                                   支架

                                   線束固定器

                                   彎曲半徑附件

   

斷電上鎖/標(biāo)記安全保護(hù)

和物理安全系統(tǒng)             上鎖設(shè)備                    符合OSHA LOTO要求

                                  標(biāo)記標(biāo)簽

                                  填塞明顯標(biāo)簽

 

光纖走線系統(tǒng)                非金屬通道                 隔離和保護(hù)光纖與銅纜调捍，并安排走向

                                  安裝件          彎曲半徑控制器

                                  托架

 

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)

 

      Cisco正在研發(fā)高級(jí)工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)解決方案，以便用于未來(lái)采用IP技術(shù)的車間姨猖，包括工業(yè)級(jí)交換機(jī)吃它、無(wú)線 LAN解決方案。

   

      Cisco Catalyst R 2955 交換機(jī)            WS-C2955T-12 工業(yè)級(jí)

                                                              WS-C2955C-12  緊湊的形狀

                                                              WS-C2955S-12  對(duì)流冷卻

                                                                                        中繼輸出信號(hào)

 

      電源供應(yīng)          PWR-2955-AC            Din 軌道安裝式漆逐，24V

   

     Cisco Catalyst 2950系列                    固定配置驼凌、層疊式和獨(dú)立交換機(jī)

                                                              快速以太網(wǎng)和千兆連接

   

    Cisco Catalyst 3550系列                     智能以太網(wǎng)交換機(jī)

                                                                                     層疊式

                                                                                     多層

                                                                                     QoS

   

   Cisco Catalyst 3750系列                      層疊式交換機(jī)

                                                                             Cisco StackWise技術(shù)

   

    Cisco Aironet R系列                             無(wú)線LAN解決方案

                                                              支持IEEE 802.11a和IEEE 802.11b技術(shù)

 

   

    Cisco IP和無(wú)線IP電話                           電話范圍可從家庭辦公室打到車間，
                                                              從休息室打到執(zhí)行地點(diǎn)撬替。

 

電纜基礎(chǔ)架構(gòu)

      工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性取決于電纜基礎(chǔ)架構(gòu)唾姊。為了幫助確保卓越的車間性能，Belden公司已經(jīng)開發(fā)出針對(duì)惡劣環(huán)境的電纜解決方案梦柬，包括：油和陽(yáng)光驱劳、溫度變化、磨損與變形磺送、EMI/RFI驻子。

 

     DataTuff R                 工業(yè)以太網(wǎng)Cat 5e電纜

                                      7923A                              屏蔽和非屏蔽

                                      7929A                              綁在一起的線對(duì)  
                                      7921A                              抗壓                             

                                      7928A                              耐油 

                                      7918A                              抗紫外線陽(yáng)光照射

                                      7919A                              厚重的外套

   

以太網(wǎng)/IP網(wǎng)絡(luò)

      符合開放設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（ODVA） 以太網(wǎng)/IP 協(xié)議。Rockwell Automations EtherNet/IP將商業(yè)性現(xiàn)有以太網(wǎng)與DeviceNet和ControlNet 網(wǎng)絡(luò)中采用的相同開放工業(yè)自動(dòng)化協(xié)議結(jié)合起來(lái)估灿。解決方案包括用于以太網(wǎng)系統(tǒng)的軟件崇呵、模塊缤剧、網(wǎng)關(guān)和控制器。

    ControlLogix                      靈活的架構(gòu)

    PowerMonitor                    基于以太網(wǎng) TCP/IP技術(shù)演熟，

    ProcessLogix                     將自動(dòng)化系統(tǒng)組件集成在一起鞭执。