O que é um interruptor industrial?

A interface Ethernet não foi originalmente projetada com os requisitos das redes industriais em mente; portanto, quando o equipamento de computador é implantado em ambientes industriais com condições extremas e sinais de interferência graves, a confiabilidade dos interruptores de serviços comerciais gerais é desafiada. Para resolver esse problema, surgiram interruptores industriais altamente confiáveis ​​e estáveis, o que pode se integrar a ambientes industriais complexos e se tornar uma ferramenta de transmissão para a implantação da tecnologia de automação industrial na Internet.

1. O que é um interruptor industrial?

Um interruptor industrial, também conhecido como Switch Ethernet industrial, usa protocolos TCP/IP abertos e amplamente utilizados, tornando -o um módulo de comunicação sem fio chave para sistemas de controle industrial. Ele não difere significativamente dos interruptores comerciais em termos da camada de link de dados, camada de transporte ou camada de protocolo, mas seus requisitos práticos para o controle industrial são diferentes.

2. Qual é a diferença entre um interruptor industrial e um interruptor geral?

Os interruptores industriais diferem dos interruptores civis e comerciais, pois possuem muitos recursos exclusivos que os interruptores civis e comerciais não possuem devido ao seu ambiente de trabalho e requisitos de trabalho exclusivos. Eles abordam questões técnicas, como praticidade da comunicação, segurança da Internet, sistemas de segurança e tecnologia à prova de explosão, e empregam contramedidas adequadas ao ambiente industrial, como resistência à umidade e resistência a choques.

Em termos de função e desempenho, os interruptores Ethernet industriais estão mais próximos das comunicações de redes industriais, como conectar-se a várias interfaces de computador, redundância da máquina e equipamentos de máquinas em tempo real. Em termos de desempenho, os interruptores industriais diferem dos interruptores gerais em termos de integração com sistemas externos de monitoramento ambiental. O ambiente industrial tem muitas condições adversas, como minas e navios de carvão, bem como requisitos específicos para a temperatura, a umidade e a prevenção da poluição no domínio EMI (teste de compatibilidade eletromagnética). O impacto da temperatura no equipamento industrial de computadores é o mais comum.

3. Características deInterruptores da Ethernet industrial

Devido a diferenças e requisitos no trabalho e no desempenho, os comutadores Ethernet industriais têm os seguintes recursos principais quando comparados com interruptores gerais:

3.1 Componentes eletrônicos:Os comutadores Ethernet industriais têm regulamentos estritos para a seleção de componentes eletrônicos. Para atender aos requisitos de integração rápida nos locais de produção e fabricação industriais, os componentes eletrônicos devem ter regulamentos para proteção antiestática, raios e resistência a temperaturas extremamente altas e baixas.

3.2 Equipamento mecânico Ambiente natural:Os interruptores da Ethernet industrial podem se integrar melhor a ambientes naturais de equipamentos mecânicos extremos, incluindo resistência à vibração, resistência ao choque, resistência à corrosão, resistência à poeira e resistência à umidade.

3.3 Ambiente natural climático:Os interruptores da Ethernet industrial podem se integrar melhor em ambientes naturais mais fracos do clima, incluindo temperatura, umidade ambiental, etc. Eles podem funcionar normalmente dentro de uma faixa de temperatura de -45 a 75 graus e umidade do ar de 5% ~ 95% sem condensação.

3.4 Indução eletromagnética Ambiente natural:Os interruptores da Ethernet industrial possuem fortes recursos de interferência anti-eletromagnética, com um sinal de interferência rating à prova d'água do nível 4.

3.5 Padrões de tensão operacional:A faixa de tensão operacional dos interruptores Ethernet industrial é relativamente ampla, aplicável a opções de tensão de largura DC12/24V e AC/DC85 ~ 265V de largura. Os interruptores gerais têm regulamentos de corrente mais altos e são mais comumente vistos com distribuição de tensão de trabalho fixa.

3.6 Circuito de potência:A maioria dos interruptores gerais usa uma fonte de alimentação única, enquanto os interruptores Ethernet industriais usam comutadores de fonte de alimentação dupla para os dados de backup. Além disso, eles também têm uma função aprimorada de alarme de falta de energia.

3.7 Método de instalação:Os interruptores Ethernet industriais podem ser instalados usando trilhos DIN, racks de cartão de som e outros métodos, enquanto os interruptores gerais geralmente são instalados em racks de cartão de som ou desktops.

Método de dissipação de calor: os interruptores da Ethernet industrial usam a dissipação de calor sem ventilador, reduzindo a interferência da poeira e evitando problemas de instalações causados ​​por problemas de ventilador, enquanto os interruptores gerais usam a dissipação de calor assistida por ventilador.

 

4. Quando usarInterruptores industriais

Em ambientes industriais, é importante usar os interruptores Ethernet industriais apropriados, em vez de interruptores comerciais econômicos. A seguir, são apresentadas algumas razões pelas quais é importante usar interruptores industriais em ambientes industriais.

4.1 Previsibilidade:Devido ao fato de o protocolo da camada MAC para interfaces Ethernet ser CSMA/CD, os conflitos podem surgir na Internet, principalmente quando há uma carga pesada. Em uma Ethernet industrial, se houver muitos conflitos, os dados devem ser retransmitidos várias vezes, resultando em maior variabilidade na comunicação entre rede. Essa variabilidade na transmissão de um local para outro em uma rede de controle industrial inevitavelmente levará à diminuição do desempenho do sistema de controle.

4.2 Pracicidade:Nos sistemas de automação industrial, a capacidade de resposta aos eventos pode ser definida como a escalabilidade do sistema em responder a eventos. Em outras palavras, após um evento, o software do sistema deve responder em um período previsivelmente curto de tempo. No entanto, os regulamentos industriais para transmissão de informações são extremamente rigorosos e a transmissão de dados geralmente ocorre em dezenas de milissegundos. Devido ao mecanismo de CSMA/CD das interfaces Ethernet, quando surgem conflitos, os dados devem ser retransmitidos, com o número de tentativas frequentemente atingindo 16 ou mais. Esse tipo de resolução de conflitos é demorado e caro. Além disso, mesmo uma breve interrupção em conexão, como apenas alguns segundos, pode potencialmente causar uma parada completa à produção ou até mesmo resultar em falha de equipamento e acidentes de segurança.

4.3 Estabilidade:As interfaces Ethernet não foram projetadas com aplicações de rede industrial em mente. Quando usados ​​em ambientes industriais, eles devem lidar com cargas extremas e interferência eletromagnética grave, o que pode diminuir sua estabilidade. Em um ambiente de trabalho, uma Ethernet industrial deve ter boa estabilidade, recuperação e escalabilidade. Isso garante que, quando qualquer componente de um sistema de aplicativos encontrar um problema, ele não causará facilmente software de aplicativo, sistemas operacionais de computador ou mesmo todo o sistema de aplicativos trava ou ficará paralisado.

5. Principais usos

Os interruptores industriais são geralmente usados ​​em locais de produção e fabricação industrial, com várias formas e formulários de instalação, dependendo do local de uso. Eles especificaram níveis de umidade à prova de umidade, anti-poluição, resistência sísmica, sinais anti-interferência e altos requisitos de estabilidade natural. Eles também precisam operar continuamente por 24 horas sem interrupção. Alguns sistemas de controle automáticos requerem baixa latência, enquanto outros exigem fontes de alimentação redundantes, como fontes de alimentação do comutador DC24V. Os interruptores industriais são projetados para considerar as condições complexas dos locais industriais e, portanto, são mais integrados ao ambiente industrial para exercer completamente a eficácia do interruptor.

The key markets for the sale of industrial switches are the power and electrical industry, factory automation, coal mining automation technology, urban rail, and wind power generation, followed by the metallurgical industry, crude oil, and petrochemical industry, highway traffic control automation technology, fully automated housing control systems, oil and gas field operation automation technology, hydropower plant operation automation technology, machine room monitoring system software, water conservancy project supervision, environmental protection supervision, and other industrial Sites de automação.

Devido ao seu alto nível à prova d'água (geralmente IP40), testes de compatibilidade eletromagnética fortes (nível 4) e bom desempenho, os interruptores industriais são usados ​​em alguns locais industriais com padrões rígidos de ambiente natural, garantindo garantia suficiente para comunicação industrial.

A seguir, são apresentados alguns cenários de aplicação típicos para interruptores Ethernet industriais.

5.1 Indústria pesada

A aplicação da Internet industrial é crucial para as empresas pesadas da indústria melhorarem a qualidade e a eficiência. No entanto, o ambiente de implantação para essas redes é geralmente o mais grave. Tomando a indústria de mineração como exemplo, os dados de monitoramento de produção e segurança em tempo real em minas subterrâneas precisam ser rapidamente transmitidas de volta à superfície. Os interruptores comuns não podem garantir a estabilidade a longo prazo sob esses ambientes de partículas de poeira de alta concentração. O design sem ventilador e as características à prova de poeira dos interruptores industriais podem isolar e impedir que as partículas de poeira em camadas entrem no equipamento e causando danos inesperados, garantindo assim a estabilidade da rede subterrânea. As opções de instalação flexíveis também fornecem conveniência para a implantação no local em minas.

5.2 Transporte

No setor de transporte, os dispositivos de acesso à rede geralmente são distribuídos ao ar livre e são relativamente dispersos. Por exemplo, semáforos, dispositivos de medição de velocidade nas vias expressas e outras instalações de tráfego rodoviário precisam considerar o possível ambiente extremo frio ou de alta temperatura durante a implantação de acesso à rede. Além disso, eles também precisam considerar os impactos de clima severo ou acidentes de trânsito, como colisões, vibrações e ataques de raios, para evitar causar falhas no comando de tráfego e no sistema de monitoramento. Obviamente, apenas os interruptores da Ethernet industrial com altos níveis de proteção e resistência sísmica podem atender a essas condições de implantação. Além disso, conectando dispositivos dispersos à rede por meio de uma rede de anel, não apenas os custos de fiação podem ser economizados, mas também a confiabilidade da rede pode ser melhorada através da tecnologia de proteção à rede de anel.

5.3 Transmissão de energia

A interferência eletromagnética de alta intensidade e inevitável é o maior desafio para a construção da rede de subestações de alta tensão. Embora a interferência eletromagnética não possa ser vista ou tocada, em cenários de transmissão de energia, como subestações muito próximas de bobinas e transformadores de alta potência, se seu impacto não for considerado, pode causar diminuição da qualidade da rede e até resultar em interrupções na rede ou danos ao dispositivo, afetando assim o monitoramento em tempo real dos dados de transmissão de energia. Os interruptores industriais, com seus fortes testes de compatibilidade eletromagnética, altos requisitos de estabilidade natural e características do sinal anti-interferência, podem resolver efetivamente os problemas acima, garantindo comunicação de rede estável e confiável para dados de transmissão de energia.