Перспектива развития современной промышленности – увеличение степени автоматизации, что позволит снизить влияние человеческого фактора при управлении технологическими процессами. Также существенно увеличится надежность и, как следствие, повысится эффективность производства.
Организации активно внедряют системы удаленного мониторинга и контроля. Их применение означает, что большая часть процедур будет проходить без непосредственного участия людей. Параметры технологического процесса регистрируются датчика и из цехов к местам принятия решения, например, в диспетчерскую. Обратно поступает управляющий сигнал, вносящий коррективы в работу.
Для нормальной работы системы необходимы надежные средства передачи данных. В качестве таких средств применяются информационные сети организаций, в частности локальные вычислительные (ЛВС). Они создают общее информационное пространство, объединяя инфраструктуру заводских комплексов, системы учета, охрану, наблюдение, другие элементы контроля и безопасности.
Физической основой ЛВС является сетевое оборудование. К нему принято относить: конечные (пользовательские) устройства, серверы, специализированное оборудование для перенаправления или преобразования сигнала, а также средства соединения – кабели.
При установке офисных устройств коммуникации на производственных площадках, оказывается, что они неудовлетворительно работает в сложных условиях и быстро выходят из строя. Сетевое оборудование в индустриальном исполнении должно обладать:
Чтобы соответствовать данным требованиям, при производстве промышленного сетевого оборудования используются более дорогие компоненты, способные функционировать при экстремально низких или высоких температурах.
Паяные соединения в обязательном порядке подвергают лакировке. Это позволяет защитить элементы от воздействия окружающей среды. Однако платы лакировке не подвергают, как правило, они, в промышленном исполнении, обладают собственной защитой.
Все оборудование проходит дополнительное тестирование. Одни этапы позволяют проверить функциональность устройств в экстремальных условиях эксплуатации, другие дают возможность выявить скрытые дефекты, не обнаруженные ранее.
На производственных предприятиях, а также в добывающей отрасли, работы часто осуществляются в условиях, которые определяются как взрывоопасные. Согласно ГОСТ IEC 60079-10-1-2013, существует три класса взрывоопасных зон:
Остальные условия, согласно нормативным документам, к взрывоопасным не относятся. К электрооборудованию, работающему в перечисленных зонах, предъявляются особые требования. В первую очередь, важно, чтобы не было искрения. Другое требование относится к коррозионной стойкости, при эксплуатации устройства в химически активной среде. Остальные связаны с конструктивными особенностями приборов и установлены индивидуально для различных сред.
Сетевое оборудование, применяемое во взрывоопасных условиях должно быть сконструировано соответствующим образом, согласно заявленной степени защиты:
Применение данных систем востребовано на предприятиях химической промышленности, а также в условиях шахт, где существует опасность накапливания рудничного газа. Сетевое оборудование во взрывозащищенном исполнении используется для создания комплексов видеонаблюдения, связи, контроля доступа, также применяется для автоматизации технологических процессов.
По условиям эксплуатации и назначению сеть промышленного предприятия условно можно разделить на три зоны:
В офисах инженерно-технические работники занимаются разработкой и совершенствованием продукции и процессов ее производства. При должном уровне автоматизации и развитии ЛВС, управляющие программы можно отправлять непосредственно на оборудование, где они немедленно реализуются.
Оборудование должно быть оснащено соответствующим образом, чтобы иметь возможность выполнять программы или вносить изменения в технологический процесс: корректировать температуру, дозировку, режим, направление, менять инструмент, материал, а также выполнять другие действия. Современные станки с числовым программным управлением – станки с ЧПУ – обладают большей частью перечисленных функций.
Также, необходимо обеспечить обратную связь, чтобы получать данные непосредственно от оборудования. Для этого используются датчики, которые в режиме реального времени отображают необходимую информацию. Это позволяет следить за процессом, прогнозировать его развитие, вовремя осуществлять коррекцию.
Применение систем востребовано не только на производственных предприятиях, а также в других сферах, где требуется дистанционный контроль типовых технологических процессов: при добыче полезных ископаемых, в строительстве.
Основная часть сетевого оборудования – устройства для промежуточной обработки сигнала. Они делятся на две большие группы: активные и пассивные. Активные устройства постоянно анализируют состояние каналов передачи, выбирают режимы функционирования и маршруты движения данных так, чтобы снижать нагрузку на сеть. Аналитические возможности устройство получает за счет встроенных алгоритмов. К данному типу относятся:
Пассивным считается оборудование не имеющее отдельного питания от электросети. Оно перераспределяет сигнал, способствует его затуханию. Также сюда относят инфраструктуру сети – кабели, разъемы, коннекторы.
Чтобы обеспечить передачу данных между оборудованием, применяют следующие виды кабеля:
Витая пара выполняется в виде двух скрученных проводов. Существуют экранированные и неэкранированные разновидности. Отличается низкой стоимостью, однако сигнал в данном кабеле быстро затухает. Не рекомендуется применять, если расстояние между активным оборудованием превышает 100 метров.
Коаксиальный кабель обладает более сложной конструкцией. В центре расположен цельный или двойной проводник. Вокруг находится слой диэлектрического материала. Следующий слой – проводящий, выполнен из алюминиевой фольги, либо сделан в виде металлической оплетки. Слой выполняет экранирующую функцию. Последний слой сделан из диэлектрика. В зависимости от способа передачи типа сигнала (цифровой или аналоговый) дальность может составлять от 4 до 50 километров.
Оптоволокно передает сигнал в виде светового луча. Скорость составляет порядка 2 Гбит/с. Тип передачи – многоканальный, симплексный. Сам кабель всегда имеет четное количество волокон – это необходимо, чтобы связь была двусторонней. Главные достоинства: высокая скорость и невосприимчивость к электромагнитным помехам. Недостатки: высокая стоимость оборудования, сложность подключения.
От правильного выбора кабеля зависит надежность системы. Для прокладки промышленных сетей это наиболее актуально, потому что кабели работают в сложных условиях. Они должны выдерживать высокие температуры, вибрации, должны быть устойчивы к истиранию, к воздействию масел, смазок, горючего. При прокладке сетей на производствах необходимо учитывать все нюансы условий эксплуатации и выбирать кабель с достаточной защитой.
Беспроводные технологии прочно вошли в жизнь человека и применяются практически во всех областях деятельности. Достоинства данных технологий отлично подходят для решения многих производственных задач. Оборудование совместимо с проводным оборудованием и легко интегрируется в уже имеющуюся сеть.
Основным элементом системы является беспроводная точка доступа. Используются для создания беспроводной сети и для реализации подключения к ней внешних устройств. Применяемое в промышленности сетевое оборудование обладает повышенной защитой от негативных факторов: экстремальных температур, загрязненности, влажности.
Оборудование оснащается разъемами Ethernet для подключения к общезаводской ЛВС. Могут использоваться подключение с помощью ADSL и GPRS. Встроенные Wi-Fi модули обеспечивают беспроводное соединение. Стандарты связи применяются разные, в том числе и устаревшие IEEE 802.11 a/b/g/n. В основном, современное оборудование использует IEEE 802.11ac.
Устройства поддерживающие данный стандарт функционируют в частотном диапазоне до 5 МГц. Скорость передачи информации может достигать 6,77 Гбит/с. В ближайшие годы планируется появление новейшего стандарта IEEE 802.11ax, тесты которого показывают максимальную достижимую скорость 11 Гбит/с. Частотный диапазон может быть расширен до 1-7 МГц.
Одна из наиболее востребованных технологий беспроводной связи – MIMO. За счет пространственного кодирования увеличивает ширину полосы пропускания. Повышает скорость, а также позволяет усилить сигнал, увеличить его стабильность и дальность передачи.
Для создания беспроводных сетей применяют несколько видов оборудования. Устройства имеют разное функциональное назначение и бывают следующих типов:
Беспроводные роутеры осуществляют управление потоками данных между сегментами ЛВС. Основные задачи данного типа оборудования поддерживать соединение с устройствами-клиентами и выполнять функции маршрутизатора.
Wi-Fi репитеры повышают мощность и увеличивают площадь покрытия беспроводной сети. Позволяют слабому оборудованию связываться с роутером, усиливая сигнал с клиентского устройства. Использует технологию MIMO.
Беспроводные адаптеры применяются в устройствах-клиентах для подключения к беспроводному роутеру. Могут быть как внутренние – встроенные; так и внешние.
Роутеры с поддержкой ADSL или 4G необходимы для использования в сетях, работающих по соответствующим стандартам, в условиях, когда подключение другим способом невозможно или не рентабельно.
Применение беспроводных сетей на промышленных предприятиях увеличивает мобильность сотрудников, повышают скорость передачи информации, обеспечивают связь в малодоступных местах. Отсутствие кабелей упрощает обслуживание системы. Wi-Fi часто используется в качестве дублирующей системы связи.
Беспроводные сети играют важную роль при автоматизации на промышленных предприятиях. Наметившаяся тенденция на уменьшение степени непосредственного участия человека в производственных процессах заставляет массово внедрять системы передачи данных. С их помощью организовывают удаленный мониторинг и дистанционное управление оборудованием. В добывающей промышленности на использовании беспроводных технологий основана концепция «Интеллектуальное месторождение».
Есть устройства, которые сделаны в соответствии со стандартом 802.11 p и соответствуют требованиям EN50155. Они обеспечивают стабильный прием при скорости перемещения источника сигнала до 120 км/ч. Такие системы предназначены для использования на транспорте, в том числе железнодорожном, как в целях обеспечения интернет соединения – для удобства пассажиров, так и в целях контроля и дистанционного управления поездами.
Сетевое оборудование создает единое пространство для обмена информацией. Чтобы данные передавались своевременно и максимально точно, следует своевременно обновлять инфраструктуру. Надежность работы ЛВС – залог безупречного функционирования организации.
Важным достоинством единой ЛВС является возможность доступа к информационной среде из любой точки предприятия. Посредством передачи данных через Интернет или напрямую подключив к локальной сети с помощью GPRS, можно получать мгновенный доступ ко всей необходимой корпоративной информации, находясь на любых удаленных объектах.
Общее информационное пространство позволяет с легкостью автоматизировать работу оборудования. Можно поручить регулировку типовых процессов специальному программному обеспечению, а контроль передать единому диспетчерскому центру.
Обладая возможностью мгновенно обмениваться данными без труда удастся координировать действия сотрудников, контролировать ход любого производственного процесса, принимать активное участие в работе находясь в любой части планеты.
©1997-2025 Телекоммуникационная компания ООО"АСВА"
