Advantech EKI-2000 المحولات الصناعية غير المدارة

عند إنشاء شبكات Ethernet ، يتم استخدام فئات مختلفة من معدات التبديل. بشكل منفصل ، يجدر تسليط الضوء على المحولات غير المدارة - الأجهزة البسيطة التي تنظم عمل شبكة Ethernet الصغيرة بسرعة وكفاءة. توفر هذه المقالة نظرة عامة مفصلة للمفاتيح الصناعية غير المدارة للمبتدئين من سلسلة EKI-2000.

مقدمة

لطالما كانت الإيثرنت جزءًا لا يتجزأ من أي شبكة صناعية. سمح لنا هذا المعيار ، الذي جاء من صناعة تكنولوجيا المعلومات ، بالانتقال إلى مستوى جديد تمامًا من التواصل. زادت السرعة ، زادت الموثوقية ، وظهرت إمكانية الإدارة المركزية للبنية التحتية للشبكة. لم يكن منشئو بروتوكولات نقل البيانات طويلاً في المستقبل. تستخدم جميع البروتوكولات الصناعية الرئيسية تقريبًا ، مثل Modbus TCP و EtherNet / IP و IEC 60870-5-104 و PROFINET و DNP3 وما إلى ذلك ، نموذج OSI المطابق أو التقريبي كأساس. يتم وضع بيانات الحمولة الصافية في إطار ويتم نقلها عبر شبكة Ethernet. تقريبا كل وحدة تحكم أو مستشعر ذكي أو لوحة تشغيل حديثة مجهزة بواجهة Ethernet للاتصال بالشبكة التي تحمل الاسم نفسه. هذا يعني أنه من الناحية النظرية لشبكة صناعية ، يمكنك استخدام أجهزة Ethernet القياسية التي يمكن العثور عليها في شبكة الشركة والمكاتب وحتى الشبكة المنزلية. ومع ذلك ، في الممارسة العملية ، تم تشكيل فئة كبيرة من الأجهزة منذ فترة طويلة تم تصميمها للعمل بشكل خاص مع شبكات Ethernet الصناعية. ويشمل أجهزة الشبكة التي تم تكييفها للعمل بشكل خاص في بيئة صناعية ، وضمان الموثوقية ، والحد الأدنى من مستويات الكمون ، وكذلك تلبية معايير الصناعة المختلفة التي لديها صناعة معينة. في الوقت نفسه ، فإن الوحدة "القتالية" الرئيسية ، كقاعدة عامة ، هي مفتاح إيثرنت صناعي. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن المحول هو جهاز يسمح بالتفاعل الموثوق به والأهم من ذلك بسرعة بين مكونات وعقد الشبكة الصناعية.

المفتاح هو الحل الأمثل لشبكة صناعية

المفتاح الصناعي ، أو المفتاح (switch) هو الجهاز الرئيسي المستخدم في إنشاء شبكة صناعية. لماذا التبديل؟ بعد كل شيء ، هناك أجهزة شبكة أخرى ، مثل لوحة الوصل (لوحة الوصل ، لوحة الوصل) أو جهاز التوجيه (جهاز التوجيه ، جهاز التوجيه). كل شيء مرتبط بالسرعة والأداء الوظيفي. أسرع جهاز من القائمة هو محور ، منذ بعض الوقت كان هذا النوع من الأجهزة شائعًا جدًا نظرًا لانخفاض سعره. في الواقع ، فإن المحور هو مكرر متعدد المنافذ ، ويعمل على المستوى الفعلي وفقًا لنموذج شبكة OSI ويقوم بنقل البيانات المستلمة إلى جميع المنافذ المتصلة.

من ناحية ، يسمح مثل هذا المخطط بحد أدنى من التأخير في الشبكة ، ولكن من ناحية أخرى ، يزداد تحميل الشبكة ، حيث يتضح أن البث باستخدام مثل هذا التطبيق يتم بثه. هذا غالبا ما أدى إلى انخفاض حاد في أداء الشبكة. جهاز التوجيه ، بدوره ، هو جهاز يعمل على مستوى الشبكة وفقًا لنموذج OSI ولديه وظائف غنية جدًا تتيح إنشاء طرق نقل حركة المرور. تتطلب هذه الوظيفة أداءً أعلى للجهاز ، مثل تحليل حزمة المعلومات ، بدءًا من رأس المستوى الثالث من نموذج OSI وما هو أعلى. ونتيجة لذلك ، تصبح التأخيرات أكبر ، نظرًا لأن التنفيذ على أجهزة التوجيه يحدث في الغالب كبرنامج ، فإن السعر أعلى بشكل طبيعي ، وهناك وظائف مماثلة مطلوبة على المستوى الأساسي للشبكة.

ونتيجة لذلك ، فإن المحولات هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في شبكات الإيثرنت الصناعية ، وفي الوقت نفسه لديهم مستويات ووظائف مختلفة. يعتبر المحول جهازًا أكثر ذكاءً من لوحة وصل وأسرع من جهاز التوجيه ، لأنه يعمل في طبقة ارتباط البيانات وفقًا لنموذج OSI. يتم توزيع حركة المرور بوضوح وإرسالها على الفور إلى المستلم ، مما يلغي الحمل غير الضروري على معدات الشبكة ، مما يسمح للقطاعات الأخرى بعدم معالجة البيانات غير المخصصة لهم. يتم تحقيق ذلك من خلال تحليل عناوين MAC للمرسلين والوجهات الموجودة في كل إطار من البيانات المنقولة. يتيح لك هذا التبديل تحقيق الحد الأدنى من التأخير في توزيع حركة المرور ، مع الحفاظ على مستوى سعر مقبول.

في ذاكرته ، يحتوي المفتاح على جدول (CAM-table) ، حيث تتم الإشارة إلى مراسلة عنوان MAC للعقدة والمنفذ الفعلي للمحول ، مما يقلل فقط الحمل على الشبكة ، لأن المحول يعرف بالضبط أي منفذ لإعادة توجيه حزمة البيانات إليه. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه عند تشغيل المفتاح أو إعادة تشغيله ، فإنه يعمل في وضع التدريب ، لأن جدول المراسلات فارغ. في هذا الوضع ، يتم إرسال البيانات التي تصل إلى المحول إلى جميع المنافذ الأخرى ، ويقوم المحلل بتحليل وإدخال عنوان MAC الخاص بالمرسل في الجدول. بمرور الوقت ، يتم ترجمة حركة المرور ، حيث يقوم المحول بتجميع جدول تعيين عناوين MAC كامل لجميع المنافذ.

الآن العديد من الشركات المصنعة للمعدات الشبكة للشبكات الصناعية تقدم مفاتيح بالضبط كأجهزة لضمان التفاعل بين عقد الشبكة. تحتوي الحافظة على مفاتيح الوظائف المختلفة ، كقاعدة عامة ، فإنها تميز مفاتيح L3 غير المدارة والمدارة. وإذا تم استخدام محولات L3 كبديل للموجهات في المستوى الأساسي للشبكة وترتبط فقط بمشكلات عالية التخصص باختيارهم ، فسيتم تقليل الاختيار بين المحول المُدار وغير المُدار إلى التحديد الصحيح للمهام التي يجب أن يحلها جهاز الشبكة. بعد ذلك ، ضع في الاعتبار الاختلافات الأساسية بين المحولات المدارة وغير المُدارة.

مفاتيح مُدارة وغير مُدارة

المحولات المدارة وغير المُدارة هي في الواقع جهازان مختلفان يعملان على مستوى L2 من طراز OSI. تم تصميم المحول غير المُدار من أجل التوزيع الموحد التلقائي للسرعة وحركة المرور المنقولة بين جميع المشاركين في الشبكة. هذا هو الحل الأمثل للشبكات التي تحتوي على عدد صغير من الأجهزة الطرفية ، وتشمل المزايا ما يلي:

• شبكة إيثرنت عالية النطاق الترددي ؛
• وقت استجابة قصير.
• سهولة الإدارة ؛
• وجود وظائف إضافية لإدارة تدفق البيانات.

يحتوي المحول المُدار على تكلفة أعلى ويستخدم للشبكات الكبيرة ولديه القدرة على التحكم الكامل في حركة المرور المنقولة والسرعة وأيضًا إمكانيات إدارة إضافية. في الواقع ، هذا هو الحل الأمثل لأقسام الشبكة حيث تكون هناك حاجة إلى وظائف إضافية للتجزئة والتكرار وحماية المعلومات ، إلخ. على عكس المحول غير المُدار ، يجب تكوين المفتاح المُدار عن طريق تحديد عدد من الإعدادات الإضافية والمطلوبة.

المحولات غير المدارة هي أجهزة التوصيل والتشغيل التي لا تتطلب تكوينًا معقدًا ومعرفة متعمقة. إنها تتيح لك تنظيم التبادل بسرعة بين الجهاز على شبكة Ethernet دون إعدادات إضافية. تسمح مفاتيح التبديل هذه لأجهزة Ethernet بالاتصال ببعضها البعض (على سبيل المثال ، PLC و HMI) ، مما يوفر اتصالاً بالشبكة ونقل المعلومات إلى المرسل إليه من المرسل. أنها تأتي مع تكوين ثابت ولا تسمح بأي تغييرات في الإعدادات ، لذلك ليست هناك حاجة لتحديد أولويات الإطارات وتنفيذ إعدادات إضافية.

تُستخدم المحولات غير المُدارة بشكل أساسي لتوصيل الأجهزة الطرفية بفروع الشبكة أو في شبكة صغيرة مستقلة ذات عدة مكونات. في البيئات الصناعية ، يجب عليك استخدام مفاتيح مصممة خصيصًا لتلبية احتياجاتك الخاصة.

تم تصميم المحولات الصناعية لمختلف التطبيقات الصناعية ، مثل الطاقة الكهربائية والنفط والغاز والنقل بالسكك الحديدية والبنية التحتية ، إلخ. إنها مصممة خصيصًا للعمل في نطاق درجات حرارة ممتدة ، في ظروف الاهتزاز والصدمة ، وتساهم في إنشاء شبكة آمنة وموثوقة فعالة من حيث التكلفة.

مفاتيح سلسلة Advantech EKI-2000

المحولات الصناعية من سلسلة Advantech EKI-2000 هي أجهزة للمبتدئين مصممة لتوصيل الأجهزة بسرعة من خلال إنشاء شبكة Ethernet. حاليًا ، تشتمل سلسلة EKI-2000 على أكثر من 25 جهازًا ، ويوضح الجدول أدناه فك شفرة رقم الطلب.



في الوقت نفسه ، يمكن تجهيز المحولات بكل من منافذ RJ-45 من النوع والمنافذ البصرية لنقل البيانات عبر الألياف الضوئية أحادية الوضع ومتعددة الوسائط ، بينما يمكن أن تصل السرعة القصوى إلى 1 جيجابت / ثانية.

وظائف مفاتيح سلسلة EKI-2000

وظيفة المحولات غير المدارة ، كقاعدة عامة ، ليست شيئًا غير عادي. ومع ذلك ، دعونا نرى ما هي الوظائف التي لا تزال في الخدمة مع مفاتيح سلسلة Advantech EKI-2000 .

اكتشاف نوع اتصال MDI / MDI-X التلقائي

تتيح لك هذه الوظيفة توصيل أي نوع من أجهزة Ethernet بالمفاتيح دون التفكير في نوع الكبل: مستقيم أو كروس.

عادةً ما يتم استخدام كبل "مستقيم" لتوصيل محول الشبكة بأجهزة الشبكة ذات المستوى L2 (لوحة وصل أو محول). لتوصيل جهازين متطابقين في الشبكة مع بعضهما البعض أو ، على سبيل المثال ، محول شبكة مع جهاز توجيه ، يشرع استخدام كبل التقاطع. يتيح لك وجود وظيفة MDI / MDI-X استخدام أي نوع من الكابلات مع المفتاح.

الكشف التلقائي عن نوع الشبكة (التفاوض التلقائي)

تشير هذه الوظيفة ، التي تتبع MDI / MDI-X ، إلى التوصيل والتشغيل وتتيح لك تحديد نوع الشبكة ومعدل الباود تلقائيًا اللذين يوفرهما معيار Ethernet. من الناحية العملية ، هذا مهم بشكل خاص ، حيث يمكن استخدام المعدات ذات الخصائص المختلفة للسرعة ، من 10 ميجابت / ثانية إلى 1 جيجابت / ثانية في شبكة موجودة. يمكن للتفاوض التلقائي تبسيط حياة مستخدمي الشبكة بشكل كبير. الجهاز نفسه "يوافق" على السرعة مع الحدود "جار إيثرنت".

حماية البث العاصفة

تعد حماية العاصفة الإذاعية ميزة مفيدة للغاية للمفاتيح. تكون عاصفة البث عادةً بسبب "حلقات" في الشبكة المحلية أو بسبب سلوك غير صحيح لأحد المشاركين في الشبكة. في مثل هذه الحالات ، سيتم ملء الشبكة بعدد كبير من الإطارات غير المجدية ، مما سيؤثر على سرعتها.

تقوم ميزة حماية عاصفة البث على المفتاح تلقائيًا بتصفية إطارات البث. وعندما تتجاوز حركة البث حدًا معينًا ، لا تزال الشبكة تعمل ، حيث يحتفظ المحول تلقائيًا بالنطاق الترددي لإرسال الإطارات التقليدية.

يتم تمكين حماية العاصفة البث على مفاتيح EKI-2000 غير المدارة بشكل افتراضي. يجب تحديد معلومات مفصلة عن القيم العتبة لكل نموذج على الموقع الرسمي للشركة المصنعة.

ف فشل التتابع

بادئ ذي بدء ، تم تصميم معظم طرازات سلسلة EKI-2000 لمجموعة من الجهد المدخلات من 12 ... 48 V DC. يتم تكرار الإدخال ولديه حماية ضد قطبية عكسية ، وكذلك التيار الزائد عن طريق فتيل إعادة التوطين. هناك مقارنة الجهد في المدخلات ، وعندما يتم تطبيق الجهد على كل المدخلات ، المقارن يختار تلقائيا قيمة أعلى ويجعل هذا الإدخال الرئيسي. إذا اختفى الجهد عند أحد المدخلات أو عندما انخفض مستواه إلى أقل من 12 فولت ، فإن المفتاح يتحول تلقائيًا إلى القناة الثانية ويغلق مرحل P-Fail. تتيح لك هذه الوظيفة مراقبة حالة شبكة إمداد الطاقة بالمفاتيح والإشارة بسرعة إلى التشغيل غير الطبيعي.

إشارة الصمام

تتيح لك هذه الوظيفة تقديم تقييم لحالة المحول أثناء الفحص البصري. يحتوي كل منفذ بيانات لمفتاح سلسلة EKI-2000 على مؤشري LED لعرض معدل البث بالباود وحالة الاتصال وحالة التصادم المحتملة. هناك أيضًا مصابيح LED مكررة لمرحلات P-Fail ، والتي تعمل في وقت واحد عند مقاطعة إحدى دوائر الطاقة.

PoE (الطاقة عبر الإيثرنت)

تتميز المحولات غير المدارة من الفئة EKI-2000 بإمكانية التشغيل عبر الإيثرنت. يتيح لك توفير الطاقة للأجهزة البعيدة وفقًا لمعايير IEEE 802.3af و IEEE 802.3at (PoE +) ، حيث يتم استخدام خط نقل يعتمد على كبل زوج ملتوي من الفئة 5e وما فوق كخط كهرباء. يوصى باستخدام القيمة الاسمية 53 ... 57 V DC كشبكة التيار الكهربائي لهذه المفاتيح من أجل منع انخفاض الجهد على الخط.

المدمج في حماية ضد التداخل الكهرومغناطيسي والتفريغ الكهربائي

تحتوي مفاتيح EKI-2000 Series على نظام ترشيح متكامل للحماية من التداخل الكهرومغناطيسي والجهد الثابت. على خط الطاقة ، يمكن للمفتاح أن يوفر إمكانية التشغيل للضوضاء النبضية قصيرة المدى بسعة تصل إلى 3000 فولت تيار مستمر ، وكذلك لعمليات التفريغ الإلكتروستاتيكي على منافذ RJ-45 حتى 4000 فولت.

شكل عامل

جميع المفاتيح من سلسلة EKI-2000 تحتوي على غلاف معدني قوي مع درجة حماية IP30. من الناحية الهيكلية ، يمكن تصنيع سلسلة EKI-2000 في نسختين ، إما أنها إصدار للتركيب على سكة DIN أو للتركيب في حامل 19ʺ. يتم تضمين كل تصاعد اللازمة. أيضًا ، يمكن تركيب المفاتيح التي تم تصميمها للتركيب على سكة DIN على لوحة ؛ يتم توفير التثبيت.

استنتاج

المحولات غير المُدارة الصناعية هي أجهزة يتم تكييفها للعمل بشكل خاص في بيئة صناعية. إنها توفر تفاعلًا موثوقًا وسريعًا بين عقد Ethernet ، ولا تتطلب إعدادات وتكوينات إضافية. في الوقت الحالي ، يعتبر المحول غير المُدار جهازًا بسيطًا لشبكة الميزانية يمكنه حل عدد كبير إلى حد ما من المهام الأساسية المتعلقة بتنظيم التبادل عبر شبكة Ethernet. لا يلزم التكوين ، ما عليك سوى إزالة المفتاح من المربع وتوصيل جميع الموصلات اللازمة.

تدعم سلسلة المحولات غير المدارة من Advantech EKI-2000 ، والتي تنتمي إلى فئة الأجهزة الموصوفة ، مجموعة واسعة من الوظائف الهامة والضرورية ، مثل الاكتشاف التلقائي لنوع اتصال MDI / MDI-X ، والكشف التلقائي عن نوع الشبكة (التفاوض التلقائي) ، والحماية من عاصفة البث ، PoE ، الحماية ضد التداخل الكهرومغناطيسي والتفريغ الكهربائي ، إلخ. معا ، كل هذه الوظائف تجعل من الممكن استخدام EKI-2000 لحل المهام الأساسية لتنظيم التفاعل بين الشبكة والعقد الطرفية.

مثال التطبيق

أحد عملاء شركة Advantech هو شركة البترول الوطنية الصينية (CNPC) . لتوسيع قدراتها على نقل البيانات مع تقليل التكاليف المرتبطة بها ، اختارت CNPC حل Advantech لمراقبة وإدارة حقل النفط. يتم نقل البيانات عبر الشبكة الخلوية من الحقل إلى مركز التحكم. تم تثبيت أجهزة التوجيه BB-SL306 مع مفاتيح EKI-2525I في الخزانات الموجودة بجانب غرف المضخة ، مما يوفر اتصال شبكة للمعدات الميدانية مثل الكاميرات ووحدات التحكم في الإرسال (PLC) ووحدات الإرسال (RTU) والأجهزة الأخرى.

أدب

1. مقدمة للإيثرنت الصناعية
2.10 أسئلة يجب طرحها قبل اختيار تبديل Ethernet
3. EKI-2525 5-port 10 / 100Base-TX محول شبكة إيثرنت صناعي غير مدار. EKI-2528 محول إيثرنت صناعي غير مُدار من 8 منافذ 10 / 100Base-TX: دليل المستخدم

المؤلف هو موظف في PROSOFT