La xarxa Ethernet a l’entorn industrial

Ethernet, de Declan TM, al Flickr, http://www.flickr.com/photos/declanjewell/2101593274/La tecnologia Ethernet utilitzada arreu a les xarxes de comunicacions de dades també s’utilitza a l’entorn industrial, on aquesta ha tingut també una gran acceptació com a bus de camp (per a la interconnexió de sensors i actuadors als sistemes de control respectius en aplicacions d’automatització industrial).

En aquest entorn, però, s’han hagut de fer algunes adaptacions respecte de les implementacions habituals en entorns menys exigents. Existeixen adaptacions del típic connector RJ45 que donen més solidesa a les connexions i més protecció de determinades condicions ambientals com alts nivells d’humitat, altes temperatures, etc. Per a entorns amb alts nivells d’interferències electromagnètiques hi ha versions apantallades dels cables de connexió o l’alternativa de la fibra òptica.

La utilització d’Ethernet estandarditza el nivell físic i també el nivell d’enllaç utilitzant en aquest segon CSMA/CD. Un  dels requeriments d’Ethernet per al seu ús com a bus de camp és un temps de resposta curt i previsible. Encara que la xarxa sigui ràpida (com en el cas de les versions FastEthernet o GigaEthernet), les col·lisions, que són part essencial del funcionament d’Ethernet, podrien fer que els temps de resposta poguessin variar molt, segons el cas. Per tal d’evitar aquest problema es poden adoptar solucions com sobredimensionar la xarxa de manera que el tràfic estigui al voltant del 10% de la seva capacitat, amb la qual cosa, el risc de retards inacceptables deguts a les col·lisions és pràcticament nul, o utilitzar switchs com a elements centrals de les comunicacions de manera que cada element estigui connectat a un port diferent del switch i que cada cable tan sols connecti el port corresponent del switch amb un únic element. Aquesta segona solució elimina definitivament el problema de les col·lisions  i fa els temps de resposta totalment previsibles.

Si per sobre d’Ethernet s’utilitza com a protocol de nivell de xarxa l’IP i com a protocols de nivell de transport els protocols TCP-UDP, es té una plataforma que facilita la comunicació amb la xarxa de gestió i amb Internet, possibilitant funcionalitats com l’operació i inspecció de màquines remotament a través d’Internet.

El nivell d’aplicació, situat per sobre de TCP-UDP, presenta diversitat d’estàndards a triar, bàsicament en funció del fabricant que subministra el dispositiu a comunicar. Alguns dels estàndards més importants de bus de camp que funcionen sobre Ethernet i TCP-UDP/IP són: Modbus/TCP , amb el suport de diversos fabricants, entre els quals podríem destacar Schneider (amb marques com Telemecanique, Merlin Gerin, Square D, etc), Ethernet/IP, amb el suport d’un grup de fabricants encapçalat per Rockwell Automation, i Profinet, amb el suport d’un grup de fabricants encapçalat per Siemens.

Ethernet és, doncs, com veiem, una molt bona opció per a la implementació de xarxes a l’entorn industrial.

Oriol López

Quant a

M'agrada llegir i el món de la tecnologia.

Tagged with: , , , , ,
Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: