Эволюция цифрового наблюдения на фабриках

Производственные предприятия в промышленном секторе давно полагаются на цифровые данные для мониторинга и управления. Крупномасштабные сети, включая фабрики, коммерческие здания и центры обработки данных, постепенно расширяют свои цифровые информационные сети в физический мир. Физические измерения, такие как давление, температура, расстояние и свет, преобразуются в цифровую информацию для обработки системой. Конечный результат отражается в физической работе оборудования, такого как клапаны, вентиляторы и индикаторы.

Оцифровка датчиков и сетевого края

На сетевом краю датчики (такие как температура, давление и свет) преобразуют измерения из физического мира в обрабатываемую цифровую информацию, которая используется для выполнения физических действий. Эти операции не требуют большого объема данных, но требуют простой проводки и легкой установки. Технология Ethernet 10BASE-T1S, специально разработанная для таких приложений, вводит Ethernet-архитектуру в эти простые устройства.

Рост архитектур, определяемых программным обеспечением

С технологическим развитием прежние архитектуры постепенно переходят от определяемых аппаратным обеспечением к определяемым программным обеспечением, больше не полагаясь на распределенное аппаратное обеспечение в пределах одной области. В настоящее время различные участки внутри предприятий соединены через Ethernet, что позволяет данным свободно передаваться. Технология Ethernet обеспечивает масштабируемость, позволяя одному стеку программных протоколов передавать данные через различные физические уровни без изменения формата данных при изменении скорости.

Применение технологии 10BASE-T1S

Технология 10BASE-T1S улучшает эффективность использования полосы пропускания на основе первоначальных механизмов Ethernet, работая на скорости 10 Мбит/с по одной сбалансированной паре проводов. Чтобы преодолеть проблемы с коллизиями, вызванные ранними многоветвевыми Ethernet-соединениями, современные архитектуры Ethernet включили коммутаторы, улучшив стабильность и эффективность сети, но также увеличив сложность системы и затраты.

Технология предотвращения коллизий на физическом уровне PLCA

В Ethernet 10BASE-T1S внедрение технологии предотвращения коллизий на физическом уровне (PLCA) решает распространенные проблемы коллизий в полудуплексных сетях. PLCA позволяет каждому узлу передавать данные упорядоченно, синхронизируясь с маяком координирующего узла, устраняя случайные задержки, вызванные коллизиями данных, и обеспечивая, чтобы задержка не превышала заранее определенных пределов.

Гарантия безопасности

Безопасность также является критической особенностью современных технологий Ethernet. Будь то в отраслях с высокими требованиями безопасности, таких как банковская сфера, или в промышленных средах, объединяющих OT- и IT-сети, Ethernet может обеспечить надежную передачу данных и механизмы защиты от вторжений. По сравнению с другими проприетарными коммуникационными технологиями, стандартизированные протоколы Ethernet имеют больше встроенных функций безопасности, что снижает сложность разработки и обслуживания с нуля.

Функциональная безопасность и оптимизация системы

С точки зрения функциональной безопасности использование стандартных технологий, таких как Ethernet, помогает упростить разработку системы. Хотя стандарты функциональной безопасности различаются в зависимости от отрасли, общие принципы схожи. Предоставляя руководства по функциональной безопасности и применяя методы FMEDA (анализ отказов, их последствий и диагностики), разработчики могут на ранних стадиях разработки системы выявлять проблемы, чтобы обеспечить соблюдение требований функциональной безопасности.

Заключение

В заключение, Ethernet 10BASE-T1S не только упрощает проектирование оборудования и прокладку проводов, снижая системные затраты, но и повышает надежность и безопасность системы за счет унифицированных интерфейсов и механизмов безопасности. Это упрощение архитектуры и усиление безопасности поддерживают глубокую интеграцию IT- и OT-сетей, одновременно снижая сложность разработки и риски.

Промышленные сетевые системы постепенно переходят на централизованные архитектуры, определяемые программным обеспечением. Эта новая архитектура использует технологию Ethernet для подключения электронных интерфейсов, распределенных по различным областям, что позволяет данным поступать в нужные места.