В середине мая 2003 г. в Мюнхене прошло 23-е заседание комитета GUK 715.3 «Телекоммуникационная кабельная проводка для комплексов зданий». Одним из важнейших вопросов, которые обсуждались на этом мероприятии, была оценка представленных различными производителями вариантов разъемов для промышленного использования в жестких условиях окружающей среды (проект стандарта IEC 61076-3-106). Всего было рассмотрено восемь предложений.

Представленные на рассмотрение комитета разъемные соединители отличаются в основном техническими решениями по реализации требуемого уровня защиты по IP и формой исполнения механизма крепления вилки к розетке. Все они имеют тот же дизайн, что и разъем RJ-45, в соответствии со стандартом IEC 60603-7. Механизм крепления реализуется в виде внутренней защелки (принцип push-pull), накидной и байонетной гайки. Все разработчики гарантируют уровень защищенности от воздействий окружающей среды не ниже IP67. При описании класса защиты по IP первая цифра означает защиту от попадания в устройство твердых посторонних предметов, а вторая — от проникновения жидкостей. Соответствующие классы защиты определены в стандартах IEC 529 и EN 60529.

По отношению к штекерному соединителю все сказанное выше означает, что корпус разъема должен быть выполнен таким образом, чтобы в собранном состоянии соответствовал заявленному классу защиты. Таким образом, разъем со степенью защиты IP должен быть полностью защищен от проникновения и отложений пыли, а также сохранять герметичность при кратковременном погружении, например в воду.

Среди восьми претендентов комитет выберет одного победителя, чей разъем будет объявлен стандартным для эксплуатации в жестких (heavy duty) условиях промышленного предприятия (см. врезку «Предлагаемые варианты вилки RJ-45 со степенью защиты IP67»). С уверенностью сказать сейчас, какой из восьми соискателей имеет на это наибольшие шансы, не представляется возможным. Опыт последних лет показывает, что окончательные условия и требования могут существенно отличаться от исходных.

В настоящее время рынок находится в движении. К моменту начала работ по стандартизации некоторые производители (Siemon, Woodhead, Harting, Reichle&DeMassari и Phonix) приступили к серийному выпуску своей продукции. Однако с учетом того, что одним из важнейших критериев при выборе дизайна стандартного штекерного разъема является его одобрение различными профессиональными группами, компании уже начали объединяться в альянсы. Например, упомянутое выше предложение Phonix было поддержано Reichle&De-Massari, BTR, Telegartner и Hirose. Можно полагать, что эта тенденция в дальнейшем существенно укрепится. Другие производители выбрали иной путь и сделали ставку на международное признание своего решения — некоторые разработки уже внедрены в практику и поставляются на рынок в больших количествах.

Наряду с конструкциями для медно-жильных систем среди предложений имелись и модульные решения. Под этим понимаются компоненты, при использовании которых на место разъема RJ-45 может быть установлен (если это необходимо) волоконно-оптический разъем. Функции последнего может выполнять, например, малоформатный разъем типа SC-RJ. Данное свойство позволяет устанавливать медные и оптические решения в одинаковый корпус.

ЗАМЕНА СИСТЕМ ПОЛЕВОЙ ШИНЫ

Потребность в нормированном однотипном разъеме промышленного назначения непосредственно следует из существования множества систем полевой шины. Идеология стандарта IEC 61076-3 направлена на отказ от применения полевой шины или, по крайней мере, ее серьезной модификации. Вся информационная инфраструктура предприятия должна быть построена в соответствии с общими принципами с целью уменьшения стоимости проектирования, создания и эксплуатации. Многообразие системы на базе полевой шины позволяет, с одной стороны, создавать универсальные измерительные системы, которые реализуют достаточно сложные алгоритмы управления и одновременно объединяют множество абонентов. На основе полевой шины могут быть, с другой стороны, построены также высокоскоростные специализированные системы.

Шинные системы работают со специальными кабелями и разъемами, используют нестандартные протоколы и зачастую разрабатываются с учетом специфических требований, не актуальных для традиционных офисных приложений. В процессе адаптации решений Ethernet для промышленных приложений может, например, возникнуть потребность в обеспечении особой устойчивости к воздействиям влияющих факторов окружающей среды. Так, отдельные компоненты системы должны стабильно функционировать при высоком уровне содержания пыли и агрессивных веществ в окружающем воздухе или при постоянных механических нагрузках, которые вызываются повышенными вибрациями. В то же время на такие устройства нередко оказывают воздействие перегрев и резкие перепады температуры. Для промышленного предприятия крайне важно устойчивое функционирование при электромагнитных возмущающих полях высокой напряженности или при плохом заземлении. Сюда же нужно добавить значительную разность потенциалов между различными точками цеха, которая способна отрицательно повлиять на процесс передачи данных.

В зависимости от профиля деятельности конкретного промышленного предприятия эти особенности могут проявляться в разной степени, но все-таки, по сравнению с обычным офисным помещением, механические требования к компонентам промышленных систем оказываются существенно более жесткими. Передаваемые объемы данных, как правило, не очень большие, а потому высокие требования к скорости передачи не предъявляются. Совокупность перечисленных факторов означает, что наилучший кандидат на промышленный протокол — Ethernet на 10 Мбит/с вкупе с IP в качестве стандартного транспортного протокола. Это позволит применять в обслуживаемых устройствах дешевые интерфейсные сетевые платы. Кроме того, такой подход обеспечивает существенно более простую структуру управления данными, так как соответствующими системами с поддержкой управления на первом и втором уровнях обладает большинство современных предприятий. Не последнюю роль играет и то, что по сравнению со случаем построения системы на основе полевой шины пользователь не в столь значительной степени зависит от поставщика оборудования, поскольку он имеет возможность выбора между стандартными компонентами нескольких изготовителей. Среди еще не решенных задач можно отметить проблему функционирования в реальном времени, а также достижение соответствующей механической прочности. Наконец, необходимо обеспечить интеграцию новых систем в существующее промышленное оборудование.

Организация IAONA, объединяющая в своих рядах изготовителей оборудования на базе стандартов Ethernet и протокола IP, а также национальные и международные органы по стандартизации совместными усилиями ищут решение всех перечисленных выше проблем. Одним из важнейших направлений этой работы является поиск наилучшей конструкции разъемного соединителя.

Йенс Диттрих — председатель правления консультационной компании dxt Consulting. С ним можно связаться по адресу: db@lanline.awi.de.

? AWi Verlag

Предлагаемые варианты вилки RJ-45 со степенью защиты IP67

Cenelec и ISO/IEC работают в настоящее время над выбором стандартного варианта штекерного соединителя для промышленного применения. К моменту проведения заседания комитета GUK в мае 2003 г. в проект стандарта IEC 61076-3-106 поступило восемь различных предложений (см. Таблицу 1), в числе которых наряду с несколькими вариантами с использованием защелки (принцип push-pull) имеется один с байонетным фиксатором и два с креплением накидной гайкой. Некоторые из них уже выбраны объединениями пользователей ODVA, PNO и Interbus в качестве разъемного соединителя со степенью защиты IP67 для применения в системах промышленного Ethernet. Варианты 1 (Siemon), 3 (Woodhead), 5 и 7 (Harting), а также 6 (Phonix, BTR, Telegartner) являются серийными изделиями и выпущены уже в достаточно большом количестве.

Во время заседания комитета компания Reichle & De-Massari отозвала свое предложение. Этот изготовитель предполагает в будущем кооперироваться с Phonix (вариант 6), чтобы создать волоконно-оптический вариант в рамках того же корпуса. Свои варианты 5 и 7 отозвала также Harting, поскольку она намерена вплотную заняться вариантом 4 и воспользоваться в процессе работы поддержкой организации Profinet. Восьмой вариант, который был предложен компанией Amphenol, не обсуждался участниками заседания, так как отсутствовали представители разработчика и необходимая информация. Еще один, не представленный на обсуждение вариант промышленного штекерного разъема компании Yamaichi активно используется Siemens. По общему предложению Phonix, BTR и Telegartner в таблице отсутствует такой производитель, как Hirose, решение которого копирует штекерный соединитель Phonix. Telegartner и BTR также разработали собственную конструкцию штекера, базирующегося, строго говоря, на спецификации Phonix, представленной для включения в стандарт IEC 61076-3-106.