Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Rozwiązania warstwy fizycznej Ethernet dla krytycznej czasowo komunikacji

ghost666 18 May 2020 09:24 3453 7
  • Dlaczego warto wykorzystywać Ethernet w zastosowaniach przemysłowych? Systemy takie coraz częściej stosują łączność Ethernet w celu rozwiązania kluczowych problemów przemysłu 4.0 i inteligentnej komunikacji w fabrykach i zakładach produkcyjnych. Wyzwania te obejmują integrację danych, synchronizację systemów, łączność brzegową i interoperacyjność systemu. Fabryki podłączone przez Ethernet umożliwiają zwiększenie wydajności produkcji oraz bardziej elastyczną i skalowalną produkcję, poprzez zapewnienie łączności między sieciami informatycznymi (IT) a sieciami operacyjnymi (OT) na terenie zakładu. Pozwala to monitorować i kontrolować wszystkie obszary fabryki w jednej płynnej, bezpiecznej sieci o wysokiej przepustowości, która również obsługuje komunikację w systemach czasu rzeczywistego (o krytycznej synchronizacji w czasie).

    Darmowe szkolenie: Ethernet przemysłowy dziś i jutro. Spośród 10 uczestników wylosujemy gadżety Elektroda (maseczka, karta Elektroda, długopis).
    Zarejestruj się tutaj za darmo


    Skalowanie obliczeń i solidna infrastruktura komunikacyjna są siłą napędową połączonej fabryki. Dzisiejsze sieci zmagają się z rosnącym ruchem (obciążenie sieci) i wyzwaniami związanymi z interoperacyjnością w niezliczonych protokołach, które wymagają skomplikowanych, energochłonnych bram do translacji ruchu sieciowego w całej fabryce. Przemysłowy Ethernet rozwiązuje problemy związane z interoperacyjnością w pojedynczej sieci, zapewniając krytyczne i deterministyczne osiągi, płynnie już do krawędzi sieci fabryki. Historycznie występował problem z brakiem dostępnych fizycznych warstw Ethernet (PHY), zaprojektowanych specjalnie z zachowaniem odporności w środowisku przemysłowym. Projektanci sprzętu do komunikacji przemysłowej musieli działać zdecydowanie i iść na kompromis z rozwiązaniami PHY Ethernetu klasy konsumenckiej, opracowanymi dla rynku masowego. W dobie Przemysłu 4.0, w którym liczba węzłów brzegowych cały czas się zwiększa, a determinizm komunikacji jest niezbędny do osiągnięcia prawdziwej połączonej fabryki, ulepszone, przemysłowe PHY mają kluczowe znaczenie.

    Łączność IT a OT Ethernet

    Ethernet jest od dawna wykorzystywany jako środek komunikacji w świecie IT, ponieważ jego zalety obejmują dobrze obsługiwane, skalowalne, elastyczne i szerokopasmowe rozwiązania komunikacyjne. Ma on także zalety interoperacyjne, wynikające ze standardu IEEE. Jednak jednym z kluczowych wyzwań związanych z łączeniem sieci IT i OT oraz zapewnianiem bezproblemowej łączności opartej na technologii Ethernet jest wdrożenie systemu w trudnych warunkach przemysłowych, w których czas jest krytyczny.

    Rozwiązania warstwy fizycznej Ethernet dla krytycznej czasowo komunikacji
    Rys.1. Połączony system
    sterowania ruchem.
    Wyzwania związane z przemysłową aplikacją i wdrażaniem sieci Ethernet

    Połączoną aplikację ruchu opartą na łączności przemysłowej Ethernet dla inteligentnej fabryki pokazano na rysunku 1. Wieloosiowa synchronizacja i precyzyjne sterowanie ruchem są kluczowe dla wysokiej jakości produkcji i obróbki w inteligentnych fabrykach. Zarówno rosnące wymagania dotyczące wydajności produkcji, jak i jej jakości powodują, że potrzebne są krótsze czasy reakcji i większa precyzja napędów serwosilników. Zwiększona wydajność systemu wymaga jeszcze ściślejszej synchronizacji osi serwosilników stosowanych w urządzeniach końcowych. Ethernet 100 Mbit, pracujący w czasie rzeczywistym jest dziś szeroko stosowany w systemach sterowania ruchem. Jednakże synchronizacja obejmuje tylko ruch danych pomiędzy urządzeniem głównym a urządzeniami podrzędnymi.

    Sieci muszą umożliwiać synchronizację przez granicę sieci z aplikacjami z dokładnością poniżej 1 μs, aż do wyjść PWM sterownika serwomotoru. Poprawia to dokładność obróbki i produkcji w aplikacjach wieloosiowych, takich jak robotyka i maszyny CNC, oparte na gigabitowej sieci przemysłowej Ethernet z wyższą szybkością transmisji danych, z siecią wrażliwą na czas IEEE 802.1 (TSN). Umożliwia to podłączenie wszystkich urządzeń do jednej sieci o dużej przepustowości z protokołami przemysłowego Ethernetu w czasie rzeczywistym w celu zapewnienia łączności od krawędzi sieci aż do chmury.

    W środowisku przemysłowym wytrzymałość i wysoka temperatura otoczenia stanowią główne wyzwanie dla instalatorów sieciowych, wdrażających Ethernet. Długie odcinki kabli są otoczone przez impulsy wysokiego napięcia z przepięć na silnikach i sprzęcie produkcyjnym. Są one niebezpieczne dla przesyłanych danych i zainstalowanego sprzętu. Aby pomyślnie wdrożyć przemysłową instalację Ethernetu, jak pokazano na rysunku 1, trzeba wykorzystać ulepszoną technologię Ethernet PHY, która jest wytrzymała, a jednocześnie pobiera niewielką moc przy niskim opóźnieniu i dostępna jest w małej obudowie. Układ taki musi działać w zaszumionym otoczeniu o wysokiej temperaturze. W poniższym artykule omówimy wyzwania związane z wdrażaniem rozwiązań Ethernet PHY w nowoczesnych, połączonych fabrykach.

    Czym jest warstwa fizyczna przemysłowego Ethernetu?

    Industrial Ethernet PHY to urządzenie nadawczo-odbiorcze warstwy fizycznej, wykorzystywane do wysyłania i odbierania ramek Ethernet w oparciu o model sieci OSI. W modelu OSI Ethernet obejmuje warstwę 1 (warstwę fizyczną) i część warstwy 2 (warstwa łącza danych) i jest zdefiniowany przez standard IEEE 802.3. Warstwa fizyczna określa rodzaje sygnałów elektrycznych, prędkości sygnalizacji, media i topologię sieci. Implementuje część warstwy fizycznej Ethernet standardu 1000BASE-T (1000 Mbps), 100BASE-TX (100 Mbps i 10BASE-T (10 Mbps).

    Warstwa łącza danych określa sposób komunikacji za pośrednictwem mediów, a także strukturę ramek komunikatów przesyłanych i odbieranych. Oznacza to po prostu, w jaki sposób bity wychodzą do/z przewodu i układają się w dane, które mogą być kodowane/wydobywane ze strumienia bitów. W przypadku Ethernetu nazywa się to kontrolą dostępu do mediów (MAC), która jest zintegrowana z procesorem hosta lub interfejsem Ethernet. FIDO5100 i FIDO5200 to dwa przykłady wbudowanych, dwuportowych kontrolerów przemysłowego Ethernetu ADI dla łączności warstwy 2, która obsługuje wieloprotokołową łączność przemysłowych urządzeń Ethernet w czasie rzeczywistym.

    Wymagania warstwy fizycznej Ethernet dla aplikacji przemysłowych

    Rozwiązania warstwy fizycznej Ethernet dla krytycznej czasowo komunikacji
    Rys.2. Urządzenia warstwy fizycznej
    o niskim zużyciu mocy.
    Rozwiązania warstwy fizycznej Ethernet dla krytycznej czasowo komunikacji
    1: Rozpraszanie mocy i wysoka temperatura otoczenia

    Urządzenia podłączone do Ethernetu w zastosowaniach przemysłowych są często umieszczone w szczelnych obudowach IP66 / IP67. Klasy IP odnoszą się do odporności urządzenia elektrycznego na wodę, brud, kurz i piasek. Pierwszą cyfrą po IP jest ocena, że IEC przypisała jednostkę ze względu na jej odporność na ciała stałe. W tym przypadku sześć, co oznacza brak szkodliwego pyłu lub brudu przedostającego się do urządzenia po bezpośrednim kontakcie z materią przez osiem godzin. Następnie mamy oceny wodoodporności sześć i siedem. Sześć oznacza ochronę przed wodą wyrzucaną w potężne strumienie, a siedem oznacza, że urządzenie można zanurzyć w jednym metrze świeżej wody na 30 minut.

    W przypadku tego rodzaju zamkniętych obudów rozpraszanie mocy i wysoka temperatura otoczenia stanowią dwa główne wyzwania dla urządzeń Ethernet PHY ze względu na zmniejszone możliwości przewodzenia ciepła w tych obudowach. Aby wdrożyć przemysłowy Ethernet, wymagane są urządzenia Ethernet PHY z działaniem wysokiej temperatury otoczenia do 105° C i bardzo niskim rozproszeniem mocy.

    Typowe przemysłowe sieci Ethernet są wdrażane w topologii liniowej i pierścieniowej. Te topologie sieci mają zmniejszoną długość okablowania w porównaniu z sieciami gwiazdowymi i mają nadmiarową ścieżkę w przypadku sieci pierścieniowej. Każde urządzenie podłączone do sieci liniowej lub pierścieniowej wymaga dwóch portów Ethernet do przesyłania ramek Ethernet wzdłuż sieci. Rozproszenie mocy Ethernet PHY staje się w takich przypadkach bardziej krytyczne, ponieważ na podłączone urządzenie przypadają dwa PHY. Zużycie energii Gigabit PHY ma duży wpływ na ogólne rozpraszanie energii, a PHY o niskim zużyciu energii pozwala na zwiększenie dostępnego budżetu mocy dla FPGA / procesora i przełącznika Ethernet w urządzeniu.

    Spójrzmy na przykład na rysunku 2, w którym mamy urządzenie o budżecie na rozpraszanie mocy 2,5 W. Obejmuje ono układ FPGA, pamięć DDR i przełącznik Ethernet wymagający budżetu 1,8 W. To pozostawia zaledwie 700 mW dostępnego budżet na rozpraszanie mocy dla dwóch PHY. Aby spełnić wymagania termiczne urządzenia, wymagana jest Gb PHY o rozproszeniu mocy <350 mW. Obecnie dostępne są ograniczone opcje PHY, które spełniają ten cel rozpraszania mocy.

    2: Odporność na EMC oraz ESD

    W sieciach przemysłowych występować mogą kable o długości nawet do 100 m, prowadzone w trudnych warunkach fabrycznych, w których występują wysokie napięcia i duży poziom szumu generowany przez urządzenia wysokiej mocy, a potencjalne ryzyko ze strony zdarzeń ESD jest relatywnie wysokie, szczególnie podczas instalacji i regularnych konserwacji. Niezbędna jest zatem niezawodna technologia warstwy fizycznej, by pomyślnie wdrożyć systemy przemysłowego Ethernetu. Urządzenia przemysłowe zwykle muszą spełniać następujące normy IEC i EN dla odporności na zakłócenia elektromagnetyczne (EMC) i wyładowania elektrostatyczne (ESD):
    * Przepięcie - IEC 61000-4-5
    * Szybki stan przejściowy (EFT) - IEC 61000-4-4 (EFT)
    * Wyładowania elektrostatyczne - IEC 61000-4-2
    * Odporność na zakłócenia przewodzone - IEC 61000-4-6
    * Promieniowane zakłócenia elektromagnetyczne EN 55032
    * Przewodzone zakłócenia elektromagnetyczne EN 55032

    Koszt związany z certyfikacją produktu na zgodność z tymi normami jest wysoki i często zdarza się, że wprowadzanie nowego produktu jest opóźniane, jeśli wymagana jest kolejna iteracja projektu, by spełnić którąkolwiek z tych norm. Znaczące koszty i ryzyko związane z opracowaniem nowego produktu można zmniejszyć, stosując urządzenia warstwy fizycznej, które zostały już przetestowane na zgodność z odpowiednimi normami IEC i EN.

    Rozwiązania warstwy fizycznej Ethernet dla krytycznej czasowo komunikacji
    Rozwiązania warstwy fizycznej Ethernet dla krytycznej czasowo komunikacji
    Rys.3. Różne topologie
    przemysłowych sieci Ethernet.


    3: Opóźnienie PHY Ethernet

    W przypadku aplikacji wymagających komunikacji w czasie rzeczywistym, jak na rysunku 1, gdzie precyzyjne sterowanie ruchem ma ogromne znaczenie, opóźnienie wynikające z PHY to ważna specyfikacja projektowa, ponieważ jest to krytyczna część całkowitego czasu cyklu przemysłowej sieci Ethernet. Czas cyklu sieci to czas komunikacji wymagany przez sterownik do zbierania i aktualizacji danych z wszystkich urządzeń. Niższy czas cyklu sieci pozwala na wyższą wydajność aplikacji w komunikacji o krytycznym czasie. PHY Ethernetowe o niskich opóźnieniach pomaga osiągnąć możliwie najkrótszy czas cyklu sieci i umożliwia podłączenie większej liczby urządzeń do niej. Ponieważ sieci liniowe i pierścieniowe wymagają dwóch portów Ethernet do przesyłania danych z jednego urządzenia do drugiego, opóźnienia Ethernet PHY mają podwójny wpływ – przy dwóch portach dan są ‘opóźniane’ dwa razy, raz w porcie wejściowym, a drugi raz w porcie wyjściowym (patrz rysunek 3). Redukcja opóźnienia o 25% w sieci 32 urządzeń (64 porty) wpływa na bardzo mocną redukcję ogólnych opóźnień w Ethernecie przemysłowym. Ma to ogromne znaczenie, zarówno dla liczby węzłów, które można podłączyć, jak i wydajności (czasu cyklu) tej sieci.

    4: Skalowalność szybkości przesyłania danych Ethernet PHY

    Ważne jest również, aby przemysłowe urządzenia PHY Ethernet, które obsługują różne szybkości przesyłania danych: 10 Mbps, 100 Mbps i 1 Gbps, były skalowalne i elastyczne. Połączenia między sterownikami PLC i sterownikami ruchu wymagają wysokiej, gigabitowej przepustowości (1000BASE-T). Łączność w terenie oparta jest z kolei na łączności Ethernet z uruchomionymi przemysłowymi protokołami Ethernet na PHY 100 Mbps (100BASE-TX). W przypadku połączeń końcowych węzłów i urządzeń brzegowych opracowano nowy standard warstwy fizycznej zgodny z IEEE 802.3cg (10BASE-T1L), który umożliwi redukcję poboru mocy przez Ethernet PHY, pracujące na pojedynczych skrętkach z przepustowością 10 Mbps na odległość do 1 km. Standard ten może być stosowany w aplikacjach iskrobezpiecznych do sterowania procesami technologicznymi itp. Na rysunku 4 przedstawiono kontrolę procesu łączności Ethernet oraz uzasadniono potrzebę skalowalnych szybkości transmisji danych PHY Ethernet w systemie przemysłowym od sterownika PLC do siłowników węzła końcowego i instrumentów terenowych.

    Rozwiązania warstwy fizycznej Ethernet dla krytycznej czasowo komunikacji
    Rys.4. Kontrola procesowa i integracja
    sieci od krawędzi do chmury.
    5: Rozmiar rozwiązania

    Gdy technologia Ethernet rozprzestrzenia się w kierunku krawędzi sieci przemysłowych, rozmiar podłączonych węzłów zmniejsza się. Czujniki czy urządzenia wykonawcze podłączone do sieci Ethernet mogą mieć bardzo kompaktowe wymiary i dlatego wymagają PHY w miniaturowych obudowach, opracowanych do zastosowań przemysłowych. Udowodniono, że pakiety LFCSP i QFN o rastrze wyprowadzeń 0,5 mm charakteryzują się wysoką niezawodnością, nie wymagają drogich procesów produkcyjnych płytek drukowanych i mają tę zaletę, że odsłonięte pady pod spodem obudowy zapewniają zwiększone rozpraszanie mocy przy pracy w wysokiej temperaturze otoczenia

    6: długowieczność produktu

    Dożywotnia dostępność produktu stanowi problem dla producentów urządzeń przemysłowych, ponieważ ich sprzęt często pozostaje aktywny w terenie przez nawet ponad 15 lat. Oznacza to, że wycofanie podzespołów wiąże się z bardzo kosztowną i czasochłonną zmianą projektu. Przemysłowe urządzenia Ethernet PHY muszą mieć długi czas produkcji, co często nie jest gwarantowane przez dostawców konsumenckich Ethernet PHY dla rynków masowych.

    Nowa przemysłowa technologia Ethernet PHY

    Firma Analog Devices wprowadziła niedawno do swojej oferty dwa nowe przemysłowe układy PHY dla Ethernetu, zaprojektowane do niezawodnej pracy w trudnych warunkach przemysłowych w rozszerzonym zakresie temperatur otoczenia (do 105°C). Zaangażowanie firmy Analog Devices w rynek końcowy produktów przemysłowych zapewnia długi okres użytkowania tych elementów, opracowanych specjalnie dla sektora przemysłowego. Udoskonalone funkcje PHY w ADIN1300 i ADIN1200 zostały opracowane specjalnie w celu sprostania wyzwaniom opisanym w tym artykule. Są to między innymi:

    * Ulepszone wykrywanie zerwania połączenia – układ wykrywa utratę łączności w czasie poniżej 10 μs, co jest wymagane w przemysłowych protokołach Ethernet pracujących w czasie rzeczywistym (na przykład EtherCAT®).
    * Początek wykrywania pakietu dla znacznika czasu IEEE 1588, wymagany do dokładnego pomiaru czasu w sieci.
    * Zwiększona ochrona przed wyładowaniami elektrostatycznymi na stykach MDI - odporność na wyładowania elektrostatyczne na złączu RJ-45.
    * Czas rozruchu PHY poniżej 15 ms. Jest to czas od momentu, gdy zasilanie osiągnie poprawny poziom, do momentu, gdy dostępne są rejestry do zarządzania interfejsem.
    * Monitory zasilaczy wbudowane w układy - to poprawia niezawodność systemu, szczególnie w momencie załączania zasilania.

    Podsumowanie funkcji ADY1200 i ADIN1300 Industrial Ethernet PHY znajduje się w tabeli 2.

    [/b]
    Kluczowa cecha PHYKonsumenckie układy PHYPrzemysłowe układy PHYKorzyść
    Temperatura pracyod 0°C do 70°Cod –40°C do 105°CNiezawodne działanie w warunkach przemysłowych
    Opóźnienia układu PHY>400 ns<300 nsOgraniczony czas cyklu sieci
    Moc pobierana przez PHY>500 mW<350 mWProdukty klasy IP66/IP67 bez wentylatorów i radiatorów
    Zgodność elektromagnetyczna i odporność na ESDNie są wymaganeOdporność na przepięcia (ESD, EFT i inne), odporność na zakłócenia elektromagnetyczne - promieniowane i przewodzone, zgodność z normami emisji elektromagnetycznejj (EMI) - promieniowane i przewodzoneSkrócony czas certyfikacji produktu, redukcja kosztów i wyższa niezawodność gotowego systemu

    Nazwa elementuPrędkość (Mbps)Interfejs MACNapięcie I/O (V)Maksymalna długość kablaDetekcja utraty połączenia (μs)Opóźnienia (ns)Pobierana moc (mW)Zakres temperatur pracyObudowa
    ADIN120010/100MII/RMII/RGMII1.8/2.5/3.3180<10300 (MII)139–40°C to +105°C32-LFCSP (5 mm × 5 mm)
    ADIN130010/100/1000MII/RMII/RGMII1.8/2.5/3.3150<10294 (RGMII)330–40°C to +105°C40-LFCSP (6 mm × 6 mm)

    ADIN1300 to najniższa w branży pobierana moc, najniższe opóźnienie, najmniejszy rozmiar obudowy i obsługa sieci 10/100/1000 Mbps. Moduł przemysłowego Ethernet PHY został gruntownie przetestowany pod kątem odporności na zakłócenia elektromagnetyczne i wyładowania elektrostatyczne i obsługuje działanie w rozszerzonej temperaturze otoczenia do 105°C. ADIN1300 został przetestowany zgodnie ze standardami EMC i ESD, jak pokazano w tabeli 3. Dzięki zastosowaniu technologii Ethernet PHY, która została gruntownie przetestowana zgodnie ze standardami IEC i EN, koszty i czas związane z testowaniem zgodności i certyfikacją produktu mogą zostać znacznie zmniejszone.

    [/b]
    Test/NormaZastosowane normatywne limityOcena
    CISPR 32, Zakłócenia promieniowane (na 3 m)30 MHz do 230 MHz QP 50 dBμV/m; 230 MHz do 1 GHz QP 57 dBμV/m; 1 GHz do 3 GHz PK 76 dBμV/m, AVE 56 dBμV/m; 3 GHz do 6 GHz PK 80 dBμV/m, AVE 60 dBμV/mSpełnia wymagania środowiskowe dla klasy A
    CISPR 32, Zakłócenia przewodzone 0.15 MHz to 0.5 MHz: QP: 53 dBμA to 43 dBμA; AVE: 40 dBμA to 30 dBμA; 0.5 MHz to 30 MHz: QP: 43 dBμA; AVE: 30 dBμASpełnia wymagania środowiskowe dla klasy A
    IEC 61000-4-2 (ESD)±4 kV contact; Działanie w klasie BDziałanie w ±6 kV klasie Bdo ekranu RJ-45
    IEC 61000-4-5 (przepięcie)±1 kV do masy earth i sygnałów I/O oraz kontrolnych; Działanie w klasie BDziałanie w ±4 kV klasie A.
    IEC 61000-4-4 (EFT)±1 kV do linii I/O oraz kontrolnych; Działanie w klasie B signal/control,Działanie w ±4 kV klasie B.
    IEC 61000-4-6 (odporność na EMI przewodzone)3 V, 150 kHz to 80 MHz; Działanie w klasie ASpełnia normy 10 V w klasie A tak dla trybu AM jak i CW.
    IEC 61000-4-3 (odporność na EMI promieniowane)10 V/m z odległości 3 m, oo 80 MHz do 1 GHz; Działanie w klasie A; 3 V/m at 3 m 1.4 GHz to 2 GHz; 1 V/m at 3 m 2 GHz to 2.7 GHz; 1 V/m at 3 m 2.7 GHz to 6 GHzSpełnia wymagania przemysłowej klasy A powyżej 1 GHz. Spełnia wymogi 3 V/m klasy A od 80 MHz do 1 GHz. Testowane w trybie zakłóceń CW i AM

    ADIN1200 to układ o rekordowo małym poborze mocy oraz obudowie i niskim opóźnieniu, który obsługuje siec 10/100/1000 MBps. Ten przemysłowy układ PHY dla sieci Ethernet został dokładnie przetestowany pod kątem odporności na zakłócenia elektromagnetyczne i wyładowania elektrostatyczne. Może działać w rozszerzonym zakresie temperatur otoczenia do 105°C. ADIN1200 z FIDO5200 umożliwiają stworzenie rozwiązanie systemowego na poziomie wieloprotokołowych przemysłowych urządzeń Ethernet, pracujących w czasie rzeczywistym. Tego rodzaju łączność obsługuje protokoły takie jak Profinet®, EtherNet/IP ™, EtherCAT, Modbus TCP i Powerlink dla wbudowanej łączności z dwoma portami, jak pokazano na rysunku 5.

    Rozwiązania warstwy fizycznej Ethernet dla krytycznej czasowo komunikacji
    Rys.5. ADIN1200 z FIDO5200 do realizacji multiprotokołowego interfejsu Ethernet do pracy w czasie rzeczywistym
    dla zastosowań w systemach Ethernetu w przemyśle.

    Wsparcie dla Beckhoff EtherCAT i EtherCAT G.

    ADIN1200 PHY spełnia wszystkie wymagania przemysłowych protokołów Ethernet, takich jak EtherCAT Industrial Ethernet i jest zawarty w przewodniku wyboru EtherCAT PHY. ADIN1300 PHY spełnia wszystkie wymagania protokołu EtherCAT G i jest zawarty w przewodniku wyboru EtherCAT G PHY. Aby uzyskać więcej informacji, zajrzyj do noty aplikacyjnej Beckhoffa do sekcji wyboru elementów PHY.

    Podsumowanie

    Aby umożliwić bezproblemową łączność sieci IT i OT oraz uzyskać pełną wartość Przemysłu 4.0, kluczowym wyborem jest ulepszona technologia warstwy fizycznej, zaprojektowana do zastosowań przemysłowych. Solidna, przemysłowa technologia Ethernet PHY, która rozwiązuje problemy związane z mocą, opóźnieniami, rozmiarem rozwiązania, temperaturą otoczenia (do 105°C), odpornością (EMC i ESD) oraz długą żywotnością produktu, stanowią fundament połączonej fabryki. Aby sprostać wyzwaniom przedstawionym w tym artykule, firma Analog Devices zaprezentowała niedawno dwa nowe niezawodne moduły PHY dla Ethernetu przemysłowego: ADIN1300 (10/100/100 Mbps) i ADIN1200 (10/100/1000 Mbps).

    Obsługa klienta

    Płytki ewaluacyjne dla klientów ADI są już dostępne zarówno dla ADIN1300, jak i ADIN1200, wraz z GUI dla oprogramowania do szybkiej oceny działania systemu. Zobacz na stronach układów ADIN1300 i ADIN1200 w witrynie analog.com, aby zapoznać się z samouczkiem wideo na temat funkcji graficznego interfejsu użytkownika aplikacji. Rysunek 6 pokazuje płytki ewaluacyjne i graficzny interfejs użytkownika.

    Rozwiązania warstwy fizycznej Ethernet dla krytycznej czasowo komunikacji
    Rys.6. Płytki ewaluacyjne i GUI aplikacji testowej.

    Aby uzyskać więcej informacji na temat oferty przemysłowych sieci Ethernet ADI Chronous™ i tego, jak przyspiesza na działanie rzeczywistych, przemysłowych sieci Ethernet, odwiedź stronę analog.com/Chronous.

    O autorze

    Maurice O’Brien jest strategicznym menedżerem marketingu ds. Łączności przemysłowej w Analog Devices. Jest on odpowiedzialny za strategię wspierania rozwoju systemów z zakresu łączności Ethernet dla aplikacji przemysłowych. Przed tą rolą Maurice spędził 15 lat pracując w dziale aplikacyjnym i w rolach marketingowca w dziale układów zarządzania energią, również w Analog Devices. Ma tytuł licencjata. dyplom inżyniera elektronika, zdobyty na University w Limerick w Irlandii. Można się z nim skontaktować pod adresem maurice.obrien(malpa)analog.com.[/quote]

    Artykuł sponsorowany przez Analog Devices.

    Cool! Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10349 posts with rating 8635, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • CSICSI
  • #2
    gulson
    System Administrator
    elektroda.pl organizuje pierwsze i całkowicie darmowe szkolenie poświęcone tej tematyce:
    Zarejestruj się
    Dla 10 uczestników przekazuję gadżety elektroda :)
  • CSICSI
  • #3
    lukaszd82
    Level 29  
    W sumie czemu nie, zawsze można później zobaczyć materiał wideo. Z miesięcznym wyprzedzeniem nie jestem w stanie oszacować czy będę ale taka forma jest bardzo wygodna :)
  • #4
    gulson
    System Administrator
  • #5
    lukaszd82
    Level 29  
  • #6
    zgierzman
    Level 29  
    Ja chciałbym się odnieść do tytułu artykułu.
    Według mnie krytyczna czasowo komunikacja przez ethernet nie działa.

    W pewnej maszynie, nazwy producenta przez litość nie wymienię, zamiast jednego dużego falownika zastosowano kilka mniejszych do pracy równoległej. Mówimy o mocach rzędu MW (megawatów), więc jasne jest, że rząd falowników po 600 czy 800 kW każdy muszą się dobrze zgrywać w czasie, jeśli mają pracować równolegle. Pierwsza wersja do synchronizacji wykorzystywała dedykowane połączenia światłowodowe. Wersja kolejna została wyposażona w ethernet i super/hiper protokół do komunikacji wrażliwej czasowo. I efekt jest taki, że nowa wersja regularnie wypada z synchronizacji i wymaga resetu systemu. Taki oto apgrejt i ficzer :-)
    Jeżeli w maszynie za milion euro, nad którą pracowała niezliczona rzesza ludzi, nie udało się osiągnąć przyzwoitego efektu, to jaka jest szansa, że na dzień dzisiejszy taka komunikacja w ogóle działa?
  • #7
    TechEkspert
    Editor
    Ciekawa sprawa,
    rozumiem że falowniki nie synchronizowały się i pracując na wspólną szynę występowały przesunięcia w fazie i zamiast oddawać moc do obciążenia część mocy tracona była na elementach aktywnych falowników?

    Czy udało się podejrzeć komunikację sieciową, czy wszystkie pakiety docierają bez zakłóceń, czy były dostępne aktualizacje firmware dla falowników?

    Gdy falowniki komunikowały się po własnościowym interfejsie to było OK, zakładam że to było bardzo blisko sprzętu i bardzo prosto np. kod aktualnego przesunięcia fazowego i stopniowa synchronizacja. Natomiast po ethernecie falowniki radziły sobie słabiej.

    Czy był tam falownik master, czy wszystkie synchronizowały się do np. zewnętrznego wzorca, jaki był mechanizm synchronizacji?

    Zauważyłem że maszyny często przechodzą ewolucję z rozwiązań "legacy" i np. dobrze pracują na pętli 4-20mA, albo własnościowym i niekompatybilnym z niczym interfejsie, natomiast ethernet jest w pewnym momencie "dołożony" do funkcjonującego od dawana rozwiązania. Z czasem pojawia się nowsza przeprojektowana wersja urządzenia z "natywnym" ethernetem i wtedy problemy znikają.

    Prośba o zasygnalizowanie sprawy w temacie powiązanym z webinarem planowanym na 18.06.2020:
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3695180.html
    Jest szansa na zaangażowanie po webinarze specjalistów w dziedzinie ethernetu przemysłowego z Analog Devices i Arrow, a także osób zainteresowanych tematem.
  • #8
    zgierzman
    Level 29  
    @TechEkspert
    Bardzo szczegółowo problemu nie znam, bo na szczęście to nie moja maszyna :-D
    Ale że z mojej branży, to byłem zainteresowany rozwiązaniami i gadałem jak kolega z kolegą z serwisantem tejże. Jest to maszyna nowa, na gwarancji, więc bieżący serwis, naprawy, przeglądy okresowe itp. realizowane są przez producenta. Było to już jakiś czas temu, i trochę szczegółów mi umknęło z pamięci, jak na przykład nazwa tego super protokołu synchronizacji czasu. Wypytywałem dlaczego maszyna ma tak częste postoje i dowiedziałem się, że jest to problem gubienia synchronizacji. Chłopak opowiadał dość szczegółowo, ale nie miałem potrzeby robić notatek :-D

    Wiele małych falowników w miejsce jednego dużego ma tą zaletę, że w razie awarii można odłączyć uszkodzony fragment i maszyna może wciąż pracować z mocą ograniczoną o 1/8 (bo falowników o ile kojarzę było 8...). Wydaje mi się, że był tam jeden falownik nadrzędny, który wysyłał komendy pozostałym, ale głowy za to nie dam. W każdym razie w europie stoi trochę maszyn ze "starym" systemem i wszystkie działają prawidłowo, natomiast te nowe robią problemy.