Для поставщиков производственного оборудования при планировании устройств управления и приводных механизмов вполне естественно делать ставку на минимальное количество базовых компонентов, которые впоследствии можно гибко наращивать исходя из условий применения. В случае сетевых технологий ситуация во многом отличается, однако и тут модульная концепция является ключом к повышению эффективности затрат.

Йохен Кох

При решении задач управления производители промышленного оборудования обычно делают ставку на один тип или по крайней мере на одну серию программируемых контроллеров. В зависимости от требований клиентов или типа сигналов, которые необходимо обрабатывать, управляющее устройство может дополняться необходимыми периферийными модулями. Аналогично обстоит дело с приводными механизмами: вентильные преобразователи и контроллеры движения в большинстве случаев одни и те же, даже если конкретные задачи требуют большего или меньшего количества приводных модулей. Такой подход стандартен для технологий автоматизации и приводных систем, поскольку его преимущества очевидны: чем меньше возможных вариантов, тем проще организовывать планирование и обучение персонала, сокращать расходы на содержание складских запасов и осуществлять замену деталей при ремонте.

Однако при объединении вышеназванных компонентов в сеть на базе Industrial Ethernet до сих пор преобладает иная стратегия. Очень много времени тратится на расчет всех технических параметров, которым должны соответствовать промышленные коммутаторы Ethernet. Прежде всего необходимо ответить на следующие вопросы:

  • Сколько клиентов (конечных устройств и других сетевых компонентов) нужно подключить? Исходя из этого определяется количество необходимых интерфейсов.
  • Какая пропускная способность поддерживается этими клиентами? Так определяется число интерфейсов для 100 Мбит/с, 1 Гбит/с или даже 10 Гбит/с.
  • Какие расстояния предстоит преодолеть? Для дистанций менее 100 м достаточно медных соединений, а если расстояния превышают 100 м, потребуются волоконно-оптические кабели.
  • Понадобятся ли порты с поддержкой питания через Ethernet (Power over Ethernet, PoE)? Если они будут нужны, то в каком количестве и с какими характеристиками?
  • Должен ли промышленный коммутатор Ethernet интегрироваться в общую концепцию диагностики, принятую на предприятии? Если такая возможность необходима, потребуется управляемый коммутатор (Managed Switch).
  • Должен ли коммутатор передавать данные между подсетями или контактировать с вышестоящей сетью предприятия? Если да, то следует приобретать коммутатор с функционалом третьего уровня.
  • Какая должна быть доступность сети?

От этого параметра зависят необходимость предотвращения появления точек общесистемного отказа (Single Points of Failure), расчет времени переключения и т. д.

После ответов на все вопросы удается достаточно быстро выбрать подходящее устройство. Правда, количество интерфейсов следует выбирать с небольшим запасом, поскольку в случае расширения производственных мощностей может потребоваться подключение дополнительных устройств.

НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ ПОВЫШАЕТ РАСХОДЫ

Промышленные коммутаторы Ethernet обладают еще множеством других характеристик (исполнение, способ крепления, вид защиты, уровень допуска и т. д.), и зачастую некоторые технические условия просто ускользают от внимания на этапе планирования. Если заказанное аппаратное обеспечение не соответствует предъявляемым требованиям, возникают дополнительные расходы, что приводит к увеличению сроков установки и ввода в эксплуатацию.

МОДУЛЬНОСТЬ ОБЕСПЕЧИВАЕТ УВЕРЕННОСТЬ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ

Проблема решается путем выбора модульных продуктов. В сегменте промышленных коммутаторов Ethernet наблюдается явная тенденция в сторону частично или даже полностью модульных коммутаторов, что позволяет на этапе планирования ограничиться одним или несколькими типами устройств — как в случае с упомянутыми в начале статьи системами автоматизации и приводными механизмами. В зависимости от потребностей эти базовые устройства могут дополняться необходимыми аппаратными компонентами и программными функциями (к примеру, функционалом третьего уровня), причем иногда даже без прерывания их работы.

Для расширения функций могут быть доступны следующие компоненты:

  • модули для определенных сред передачи, которые, в зависимости от типа, поддерживают различные скорости и среды (медь, волокно) передачи данных;
  • блоки питания для энергоснабжения, обеспечивающие легкость монтажа или допускающие различные возможности монтажа и, возможно, обладающие избыточной оснащенностью;
  • программные функции, для которых возможна последующая активация.

Помимо упрощенного планирования и предотвращения излишних затрат на обмен неподходящего оборудования, заказчик получает еще одно важное преимущество, поскольку оплачивает только то, что ему действительно нужно. Так, если раньше при потребности в 16 портов (с учетом резерва) приходилось приобретать коммутатор с 24 портами, потому что не существовало модели промежуточного размера, то теперь, когда появились модульные коммутаторы, у него есть возможность не только остаться в границах необходимого, но и обеспечить дальнейшее расширение.

Преимущества модульной концепции можно реализовать, к примеру, с помощью оборудования Siemens: эта компания предлагает компактные частично модульные коммутаторы Scalance X308-2M, а также частично или полностью модульные стоечные коммутаторы XR324-12M. Для тех, кому требуется еще и до 52 интерфейсов, включая 4 порта 10 Гбит/с, кто хочет гибко регулировать объемы энергопотребления и, кроме того, иметь возможность расширения функций до коммутации на третьем уровне, подходящими решениями окажутся модели Scalance XR528-6M или XR552-12M. При выборе промышленного коммутатора Ethernet, а также при настройке модульных вариантов будет полезен проприетарный инструмент Net Selection Tool.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: МОДУЛЬНОСТЬ — ВЫИГРЫШНОЕ РЕШЕНИЕ

Использование модульных промышленных коммутаторов Ethernet обеспечивает множество преимуществ, и прежде всего — высокую гибкость при планировании и эксплуатации сети. Кроме того, модульная концепция позволяет сократить расходы на приобретение оборудования, а при необходимости все последующие инвестиции в дополнения, переоснащение или покупку новых модулей для повышения производительности можно спланировать с высокой точностью для всего жизненного цикла системы. И наконец, промышленное оборудование в привычном надежном и прочном исполнении отлично подходит для использования на производстве или в суровых условиях эксплуатации.

Йохен Кох — менеджер по маркетингу коммуникационных решений для промышленного использования (компания Siemens).

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF