Сетевые технологии все глубже проникают в производственные, промышленные, охранные системы, позволяют наладить скоростной обмен данными между всеми устройствами, автоматическое управление ими, обеспечить возможность оперативного реагирования на вероятные нештатные ситуации.
Наиболее технологичным решением является Ethernet, однако, на многих объектах до сих пор используются устройства, поддерживающие исключительно COM-интерфейсы, RS-232 и другие. Это значит, что на объекте зачастую есть необходимость не только в стандартных сетевых коммутаторах, позволяющих наладить коммуникацию между Ethernet-устройствами и их производными, Modbus, Profinet и другими, но и в серверах последовательных интерфейсов, которые адаптированы для работы именно с COM-оборудованием.
Покупка двух отдельных устройств для решения этих задач – лишняя финансовая нагрузка на организацию, вдобавок, возникает необходимость в поиске дополнительного места для установки, что не всегда возможно. Оптимальный вариант в такой ситуации – совмещенное устройство, которое выполняет функции как сервера последовательных интерфейсов, так и обычного коммутатора. В чем его особенности и сильные стороны? Какие задачи оно помогает решить?
Промышленное оборудование: основные особенности
Сразу необходимо отметить, что использование в промышленных целях коммерческих и, тем более, бытовых аналогов – однозначно не лучшее решение. Причина – такая техника попросту не адаптирована к повышенным нагрузкам, коммутация с полевыми шинами различных классов, модулями, передающими информацию в реальном времени, может оказаться нестабильной или невозможной вовсе.
Особенности комбинированных сетевых коммутаторов и серверов последовательных интерфейсов в промышленном исполнении выглядят следующим образом:
- Соответствующий набор электронных и силовых компонентов. Они максимально надежны, выдерживают повышенные нагрузки по току и напряжению без повреждений и уменьшения скорости передачи данных, потери стабильности соединения.
- Стойкость к механическим нагрузкам. Вибрационные воздействия, удары, случайные падения – все это не представляет для оборудования опасности.
- Стойкость к атмосферным, климатическим воздействиям. Коммутаторы могут использоваться даже в неотапливаемых цехах, а некоторые модели – под открытым небом. Герметичный корпус исключает проникновение внутрь влаги, схемы не могут быть повреждены сильным морозом, скачком температуры.
- Защищенность от электромагнитных нагрузок. В производственном цехе используется мощное оборудование, питание которого осуществляется по силовым линиям напряжением в 380 вольт, формирующим выраженное электромагнитное поле. Использование специальных компаундов, изоляторов, дополнительное экранирование контактных и соединительных групп – все это обеспечивает стабильность и скорость сигнала даже в таких условиях.
- Возможность подключения дополнительной линии питания. Работа автоматизированной линии должна быть бесперебойной, для этого к коммутаторам подводится не только базовая линия, но и резервная, вспомогательная, от генератора или ИБП.
- Соответствующий способ монтажа. Промышленное оборудование допускает как отдельное самостоятельное размещение, так и установку на рейку формата DIN или в шкаф-стойку. Это позволяет скомпоновать всю технику в одном месте, дополнительно защитить ее от внешних воздействий.
- Пассивные системы отвода тепловой энергии. В коммерческих коммутаторах зачастую используются вентиляторы, обдув помогает охладить особо чувствительные компоненты, подверженные нагреву. В промышленных аналогах применяются более технологичные решения, не создающие дополнительной нагрузки – радиаторы из меди, алюминия и других теплоемких металлов.
Для техники промышленного уровня характерен и повышенный уровень стойкости к сбоям. Например, они допускают подключение по кольцевой схеме, когда электроника сама определяет дефектные порты, пускает сигнал в обход, чтобы исключить потери пакетов данных, исключить трудности с коммутацией между исправными компонентами сети. Также коммутаторы допускают объединение нескольких портов, что помогает расширить пропускную способность коммутационной линии, сделать ее работу надежнее и стабильнее.
Функции современных совмещенных устройств
Технологичные комбинированные решения в комбинированном исполнении укомплектованы несколькими COM-портами стандартов RS-232, RS-485, RS-422, а также Ethernet-портами, допускающими использование для передачи сигнала не только обычных витых пар, но и оптоволокна. Оборудование с возможностью подключения оптики – одно из лучших решений для промышленных цехов и иных объектов с выраженным ЭМ-полем. Оптический сигнал практически невосприимчив к электромагнитному излучению, в этом смысле оптоволокно более эффективно и надежно, даже в сравнении с витыми парами, укомплектованными дополнительным экранирующим слоем.
Для того, чтобы адаптировать устройство к различным линиям питания, оно допускает подключение как к 12, 24-вольтовым источникам энергии, стандартным 220-вольтовым сетям. Сервера позволяют воспользоваться функцией управления потоком, зеркального отображения серийного трафика, предусматривают наличие компонентов, защищающих изоляцию от высоких напряжений, исключающих риск пробоя, характеризуются высокой скоростью коммутации.
Несмотря на расширенные функциональные возможности, устройства предельно компактны, основаны на электронных, силовых компонентах, требующих минимальных объемов энергии для корректного функционирования. Все это позволяет свести к минимуму общую нагрузку на сеть, выполнить монтаж в условиях ограниченного пространства, коммутационную панель, шкаф, стойку или DIN-рейку с плотной компоновкой.