Switche: 4 otázky pro odborníky společnosti Murrelektronik
04.08.2022Seznamte se s našimi switchi! Přečtěte si, jak může správa dat pomocí správného switche vylepšit prů...
Datum 12.04.2021
Switche jsou inteligentní komponenty infrastruktury. Dokáží číst příchozí data a odesílat je k příslušným zařízením. Výkon sítě tak závisí na jejich výkonu. Switche mohou být jak spravované, tak i nespravované. Volba mezi nimi je tak nakonec omezena na potřeby a funkce zařízení. Zásadní otázka tedy zní: Jak a kde zvolit správný typ switche? Na následujících pěti stranách se dozvíte, jak používat správné technologie pro nalezení ideálního řešení a vhodného způsobu použití při odpovídající ceně.
Nespravované switche poskytují ethernetovým zařízením síťová připojení, aby mohla navzájem komunikovat. Jako prostředníci přidávají do sítě další porty, nenabízejí však inteligentní funkce, ani nemohou řídit síťový provoz. V průmyslovém prostředí se v malých sítích často používají právě tyto switche.
Spravované switche naproti tomu nabízejí rozsáhlé možnosti při konfigurování portů a zařízení. Tyto switche přebírají důležité funkce při analyzování chyb, diagnostikování sítí a funkce pro redundantní mechanismy. Také optimalizují přenos dat, ale zároveň zvyšují pracnost při konfiguraci, a tím i celkové náklady. Jejich využití v síti však poskytuje výhody, které umožňují lepší kontrolu včetně případů, kdy je požadován vzdálený přístup.
Komunikace strojů a systémů se rychle rozšiřuje. Sítě fungují pro datové toky jako cévy. K dosažení úspěšné digitalizace musíte mít k dispozici výkonnou a spolehlivou síťovou technologii. Je potřeba si položit otázku, zda je komunikační síť dostatečně silná na to, aby zvládla rozšíření flexibilních aplikací, a zjistit, jaké jsou nezbytné požadavky pro spolehlivé zasíťování kombinace klasických a digitálních zařízení. A nakonec potřebujte také vědět, zda je aplikace připravena na pokrok v datové komunikaci, který v budoucnu přijde.
Návrh, plánování a realizace průmyslových komunikačních sítí vyžaduje dokonalou znalost automatizačních technologií a musí zohledňovat hlavní požadavky pro zapojení dat do sítí, tedy spolehlivost, otevřenost a flexibilitu.
Společnost Murrelektronik dobře ví, že nezáleží pouze na schopnosti zajistit komponenty, jejichž rozsah sahá od základních switchů až po nejnovější zařízení s technologií POE, a kabely na jejich propojení, ale také na schopnosti poskytovat podporu a rady, které pomohou jejím partnerům při optimalizaci datových toků při současném omezování náročnosti jejich zapojení.
Sdílení znalostí, představování možností (včetně jejich výhod a nevýhod) a vysvětlování důvodů pro použití určitých komponent vám umožní vidět průmyslové sítě jako celek a zdůrazní přidanou hodnotu zvoleného řešení.
Dnešní výrobní zařízení musejí být flexibilní a musejí umožňovat snadné provádění změn. Z tohoto důvodu je správný návrh topologie sítě klíčem k dosažení spolehlivosti funkcí strojů a systémů ve vztahu k datům a k zajištění toho, aby byl v souladu s aktuálními požadavky. Je také důležité kontrolovat tuto koncepci ohledně redundantních spojů, čehož je možno dosáhnout prostřednictvím nepřetržité segmentace a neomezeného přístupu k sítím na vyšší úrovni.
Vedle požadavku na otevřenost a flexibilitu musejí být průmyslové sítě navrhovány tak, aby vyhovovaly daným aplikacím. Správnou topologii sítě určují jednotlivé faktory volené koncovými uživateli, jako jsou digitální udržitelnost a rozšířená diagnostika.
Níže uvedených šest scénářů ukazuje, JAK a KDE mohou správné switche zvýšit výkon průmyslové sítě. Na těchto šesti příkladech Murrelektronik předvádí, jak řízení datového provozu pomocí switchů nabízí příležitosti k používání správných technologií pro nalezení správného řešení při odpovídající ceně.
Neřízené switche jsou instalovány pro zajištění rychlého a snadného spuštění systému. Tato konfigurace sice nevyžaduje žádné programování, ale zároveň neumožňuje přizpůsobit systém potřebám instalace.
Přechod ke spravovaným switchům nabízí konfiguraci s více funkcemi a možnostmi diagnostiky. Řízené switche fungují jako průvodčí v datovém provozu a umožňují používat konfigurační nástroje, jako je například TIA Portal. Spravované switche dále umožňují provádět dálkovou údržbu a je možno je automaticky konfigurovat v topologii řízením.
Systémové informace umožňují provádět analýzu a rozšiřování funkcí, zatímco dálková údržba otevírá nové možnosti pro servis. Spravované switche mohou také sloužit jako prostředky pro diagnostiku. Systém není přetížený nadměrným počtem nespravovaných switchů. Konfigurace je možno snadno kopírovat a zavádět do dalších spravovaných switchů. V případě spravovaných switchů ProfiNet řídicí systém při spuštění automaticky převezme adresování a konfiguraci – spravované switche ProfiNet tak nevyžadují přímou konfiguraci na místě instalace, čímž se dále snižují náklady na instalaci.
Konstrukce obráběcích strojů, strojírenství, přenosové linky, mobilní stroje, robotické aplikace, potravinářství … včetně takových funkcí, jako jsou dálková údržba strojů, sledování stavů, prediktivní údržba.
I když spravované switche znamenají vyšší investiční náklady, umožňují dosažení optimálního provozu průmyslových ethernetových sítí s bezproblémovým datovým provo- zem. Aplikační data zajišťují diagnostiku. Plánovaná analýza topologie, rozvržená dálková údržba a zabudované funkce pro odstraňování závad šetří čas a peníze, a to zejména v případě neplánovaných prostojů.
Modernizace a výměna nástrojového vybavení stroje přináší výzvy zahrnující dodatečné komponenty a porty.
Vhodná analýza systému zajišťuje optimální zasíťování nových strojů s novými komponentami. Pro snazší nastavení stroje je možno přidat redundance a standardizovat proces připojení.
Stroje jsou vhodně aktualizovány tak, aby datové potřeby splňovaly očekávání a rozpočet zákazníka. To může zahrnovat přepracování technologie instalace a provedení analýzy nákladů a výhod, a systémů.
Provedení retrofitu strojů obměnou a/nebo zrušením technologie.
Vhodné zasíťování modernizuje stroje a sběr dat v rámci stávajícího výrobního prostředí.
Na začátku jsou switche umístěné v rozvaděči, jejichž kabely sahají do značných vzdáleností (některé až 50 m) a často vedou na stejné místo. V decentralizovaných řídicích skříních to má za následek obrovské problémy s prostorem a zmatek v kabelech.
nebo
Umístěním dalšího switche v druhé, decentralizované řídicí skříni je možno instalaci značně zjednodušit a zpřehlednit.
Základním prvkem v poli je decentralizovaný switch s jednou linkou vedoucí ze skříně, na kterou následně navazuje hvězdicová topologie v poli.
nebo
Nahrazení druhého switche switchem s krytím IP 67.
Nižší náklady, protože při použití menšího počtu kabelů a přenesením řídicí skříně k místu instalace se sníží doba potřebná pro instalaci, šetří se prostor, snáze se řeší případné poruchy (v případě poškození kabelu mezi řídicí skříní a modulem) a omezí se celková hmotnost instalace.
Logistická centra, výrobní linky (v automobilovém průmyslu), široký rozsah robotických aplikací, lisy, lakýrnické dílny, jeřábové systémy, potravinářská odvětví, automatizovaná vozidla
Instalace modernějších strojů a systémů s přehlednějšími trasami kabelů a s optimalizací nákladů.
Chystáte se změnit připojení svých strojů ze známých klasických způsobů na stávající technologie a standardy, ale nechcete zmeškat příležitost poohlédnout se po alternativních řešeních a inovacích.
Správný systémový přístup ke konzultování sítí přináší lepší poznání dostupných variant v různých technologiích a platformách a doplňuje funkce jako analýza dat a odstraňování závad.
Se správnou technologií se stroje stávají modulárními, což usnadňuje jejich duplikaci a snižuje časy uvedení do provozu ve firmě.
Nové stroje je možno stavět ve všech oblastech.
Snížení nákladů, více know-how v zapojení strojů a vyšší účinnost vlastního řešení – vše je možné.
Používání klasické sběrnice Profibus má tu nevýhodu, že již není plně podporována a že funguje pouze v liniové topologii. Kromě toho používání dlouhých sběrnicových kabelů může znamenat rozsáhlá opatření na odstranění závad v rámci sběrnice. Dalšími nevýhodami jsou potřeba zakončovacích odporů (které mohou být častým zdrojem chyb), nedostatek integrovaných IT služeb a rigidní adresování prostřednictvím DIP přepínačů.
ProfiNet je otevřená topologie, která podporuje různá uspořádání (hvězda, strom, atd.). ProfiNet je založen na průmyslovém ethernetovém standardu pro přenos dat a nejenže umožňuje připojení v místě instalace, ale zaručuje také kombinaci s průmyslovými funkcemi informačních technologií. Není vyžadován žádný zakončovací odpor.
Kromě toho ProfiNet zkracuje časy pro instalaci a prostoje prostřednictvím automatického řízení topologie. Zařízení ProfiNet mají funkci “plug and play”. V topologii je možné je snadno instalovat a nahrazovat a jsou automaticky programována řídicím systémem, bez potřeby jakékoli konfigurace.
Vysoce flexibilní struktura systému, otevřenost pokrokového standardu ProfiNET, vysoká rychlost dat, rozšířená diagnostika a perspektiva pro časově citlivé sítě (TSN).
Každé odvětví využívající Profibus: roboty s měniči nástrojů, přenosové linky v automobilovém průmyslu, strojírenství, obráběcí stroje.
Chytré sítě využívají nejmodernější protokol ProfiNet ke konfiguraci, údržbě a odstraňování závad. Starší systémy Profibus jsou technologicky zastaralé a nejsou již podporovány ani aktualizovány.
Standardem je integrace switchů s IP 20 do řídicí skříně. Pokud je požadováno decentralizované uspořádání, je vnější řídicí skříň vybavena switchem s krytím IP 20.
U procesu jsou instalovány decentralizované spínače s odpovídající hodnotou IP, čímž se síť a IO periférie dostávají na místo instalace. To významně snižuje nároky na prostor a náklady na zapojení a instalaci.
Modernizace průmyslové ethernetové infrastruktury a související snížení pracnosti a nákladovosti zapojení má za následek celkové úspory instalace. Topologie jsou díky tomu jednodušší a čistší a umožňují rychlejší uvádění do provozu.
Logistika, výrobní linky, velká zařízení (balírny, lakýrnické dílny, jeřáby), automatizovaná vozidla, klasické strojírenství
Decentralizované a nákladově optimalizované připojení strojů podle požadavků.
Ivana Vrzáková, foto: archív Murrelektronik