การออกแบบสำหรับแอปพลิเคชัน IoT ที่ทนทานโดยใช้เครือข่ายพลังงานและเครือข่ายข้อมูลที่ใช้อีเธอร์เน็ต

การเชื่อมต่อโรงงานผลิตเข้ากับอินเทอร์เน็ตส่งผลให้ได้รับประสิทธิภาพ คุณภาพ และประสิทธิผลเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น สามารถตั้งโปรแกรมและควบคุมเครื่องจักรจากระยะไกล ข้อมูลจากเครื่องจักรและกระบวนการสามารถวิเคราะห์อย่างต่อเนื่องเพื่อตรวจสอบข้อผิดพลาดของกระบวนการหรือการเลื่อนลอย และปรับแต่งระยะไกลเพื่อปรับแต่งการผลิตในลูปป้อนกลับแบบปิด ในระยะยาว ข้อมูลสามารถนำมาใช้เพื่อวางแผนสำหรับการปรับมาตราส่วนในอนาคตและการรวมเทคนิคการผลิตใหม่ ๆ อย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น

แม้ว่าเคสจะแข็งแกร่งสำหรับการเชื่อมต่อ แต่การเชื่อมต่อนั้นสำเร็จได้อย่างไรนั้นต้องพิจารณาอย่างจริงจัง มีตัวเลือกมากมาย แต่อีเทอร์เน็ตเป็นโซลูชันที่เข้าถึงได้และได้รับการพิสูจน์แล้วสำหรับเครือข่ายโรงงาน เป็นตัวเลือกเครือข่ายแบบมีสายที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลก โดยได้รับการสนับสนุนจากผู้ขายที่ดีและสามารถทำงานร่วมกันได้อย่างราบรื่นกับระบบคลาวด์ ยิ่งไปกว่านั้น สายเคเบิลยังสามารถใช้เพื่อส่งพลังงาน (Power over Ethernet (PoE)) รวมถึงข้อมูล ซึ่งหมายความว่าการเดินสายชุดเดียวสามารถรองรับเครือข่ายและกระตุ้นเซ็นเซอร์ที่เชื่อมต่อ แอคทูเอเตอร์ และอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น กล้อง ได้อีกด้วย

อย่างไรก็ตาม มาตรฐานของอีเธอร์เน็ตนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับงานอุตสาหกรรม ฮาร์ดแวร์ไม่ได้ออกแบบมาให้ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมโรงงานที่ร้อน สกปรก และมีแนวโน้มที่จะเกิดการสั่นสะเทือน นอกจากนี้ โปรโตคอลอีเทอร์เน็ตมาตรฐานยังกำหนดไม่ได้ ดังนั้นจึงไม่เหมาะกับความต้องการของสภาพแวดล้อมในโรงงานซึ่งการผลิตต้องการการควบคุมแบบเกือบเรียลไทม์เพื่อจัดการกระบวนการความเร็วสูง

อีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรมนำคุณประโยชน์ทั้งหมดของอีเทอร์เน็ตมาตรฐานมาใช้ แต่เพิ่มซอฟต์แวร์ที่ทนทานและกำหนดไว้ล่วงหน้า เป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์และครบถ้วนสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ไม่เพียงแต่อนุญาตให้ส่งข้อมูลกระบวนการไปยังระบบคลาวด์เท่านั้น แต่ยังช่วยให้ผู้ควบคุมระยะไกลเข้าถึงไดรฟ์, PLC และอุปกรณ์ I/O บนพื้นที่การผลิตได้อย่างง่ายดาย การแก้ไขมาตรฐานอีเทอร์เน็ต IEEE 802.3cg ใช้สายไฟเพียงคู่เดียวสำหรับการขนส่งข้อมูล ลดจำนวนมากและค่าใช้จ่ายในการเดินสายในโรงงาน

บทความนี้กล่าวถึงความท้าทายในการเชื่อมต่อสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมก่อนที่จะสรุปความแตกต่างระหว่างอีเทอร์เน็ตและอีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรม บทความนี้จะพิจารณาการใช้ PoE และเทคโนโลยีอีเทอร์เน็ตคู่เดียว (SPE) ก่อนที่จะแนะนำฮาร์ดแวร์ในโลกแห่งความเป็นจริงจาก Amphenol และวิธีการนำไปใช้ในเครือข่าย Industrial Ethernet

ความท้าทายของอีเธอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรม

แม้ว่า Wi-Fi อาจเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดที่ผู้บริโภคเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต แต่สถานที่เชิงพาณิชย์มักใช้เทคโนโลยีเครือข่ายท้องถิ่นแบบมีสายอีเทอร์เน็ต (LAN) เพื่อเชื่อมโยงคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อื่น ๆ เข้าด้วยกัน

ในวัยเด็กของอีเทอร์เน็ต คอมพิวเตอร์ในเครือข่ายใช้บัสเดียวในการสื่อสาร เครือข่ายประเภทนี้เป็นการกำหนดค่าที่ตรงไปตรงมาที่สุด และมีราคาถูกและตั้งค่าได้ง่าย อย่างไรก็ตาม มันค่อนข้างไม่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากคอมพิวเตอร์ที่เชื่อมต่อจะแข่งขันกันเพื่อแบนด์วิธ ส่งผลให้เกิดความแออัด แพ็กเก็ตที่สูญหาย และแบนด์วิดท์ที่ลดลงอย่างเห็นได้ชัด

เครือข่ายสำนักงานในปัจจุบันมักใช้โทโพโลยีแบบดาว ต้นไม้ หรือเมช ซึ่งสวิตช์ควบคุมการเข้าถึงเครือข่ายเพื่อจำกัดความแออัดเพื่อรักษาปริมาณงาน ทราฟฟิกอีเทอร์เน็ตถูกควบคุมโดยสวิตช์เพื่อให้ข้อความตรงไประหว่างอุปกรณ์ที่จำเป็นในการสื่อสารเท่านั้น แทนที่จะออกอากาศผ่านเครือข่ายทั้งหมด (รูปที่ 1)

รูปที่ 1: สวิตช์อีเทอร์เน็ตควบคุมการเข้าถึงเครือข่ายเพื่อจำกัดความแออัดและรักษาปริมาณงาน (ที่มาของภาพ: Amphenol)

ตามมาตรฐานที่อัปเดตอย่างต่อเนื่อง (IEEE 802.3) อีเธอร์เน็ตได้รับการพิสูจน์ ปลอดภัย เชื่อถือได้ และให้ความเร็วปริมาณงานสูงถึงหลายร้อยกิกะไบต์ (Gbytes) แม้ว่าจะไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของมาตรฐาน แต่โดยทั่วไปอีเทอร์เน็ตจะใช้ TCP/IP (ส่วนหนึ่งของชุด Internet Protocol (IP)) สำหรับการกำหนดเส้นทางและการขนส่ง ทำให้สามารถเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตได้อย่างราบรื่น นอกจากนี้ยังช่วยให้เครือข่ายปรับขนาดได้อย่างง่ายดายด้วยสายเคเบิล ตัวเชื่อมต่อ และสวิตช์ที่หาได้จากผู้ขายหลายร้อยราย

อีเธอร์เน็ตได้พัฒนาขึ้นเพื่อรวมพลังงานและการสื่อสารผ่านสายเคเบิลอีเธอร์เน็ต CAT 3 หรือ CAT 5 เส้นเดียว ทำให้วิศวกรสามารถสร้างเครือข่ายอีเทอร์เน็ตและเครือข่ายพลังงานที่มีการบำรุงรักษาต่ำได้อย่างรวดเร็วและราคาไม่แพง เมื่อเทียบกับการติดตั้งที่ใช้ระบบแยกกัน เทคโนโลยีนี้ได้รับการทำให้เป็นทางการภายใต้มาตรฐานสถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) ที่เรียกว่า PoE ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเทคโนโลยีนี้คือความเรียบง่ายและความจริงที่ว่าพลังงานนั้นสามารถใช้ได้ทุกที่ที่มีซ็อกเก็ตข้อมูล (ดู, "ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการจ่ายไฟผ่านอีเทอร์เน็ต”)

การแก้ไขข้อกำหนดอีเทอร์เน็ตล่าสุด IEEE 802.3cg อธิบายถึงทางเลือก SPE สำหรับการส่งข้อมูลผ่านคู่เดียว แทนที่จะเป็นสาย CAT 3 หรือ CAT 5 แบบหลายสายของอีเทอร์เน็ตมาตรฐานหรือ PoE SPE เหมาะกับการใช้งานระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม เนื่องจากช่วยให้นักออกแบบในโรงงานและตลาดระบบอัตโนมัติในอาคารสามารถใช้โปรโตคอลแบบอีเทอร์เน็ตที่คุ้นเคยสำหรับการสื่อสารทางไกลระหว่างตัวควบคุมอุตสาหกรรมและเซ็นเซอร์ ในขณะที่ลดปริมาณการเดินสายลงอย่างมาก (รูปที่ 2)

รูปที่ 2: อีเธอร์เน็ตคู่เดียวกำลังเกิดขึ้นในรูปแบบอีเธอร์เน็ตที่ประหยัดพื้นที่และราคาไม่แพงสำหรับการใช้งานในเชิงอุตสาหกรรมและพาณิชย์ (ที่มาของภาพ: Amphenol)

โดยหลักการแล้ว อีเธอร์เน็ตเป็นวิธีที่เหมาะในการเชื่อมโยงสำนักงานควบคุมดูแลส่วนหน้ากับการปฏิบัติงานด้านการผลิต ซึ่งเชื่อมช่องว่างระหว่างเครือข่ายเทคโนโลยีสารสนเทศ (IT) และเทคโนโลยีปฏิบัติการ (OT) ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สิ่งอำนวยความสะดวกในการผลิตนำมาซึ่งความท้าทายด้านวิศวกรรมเพิ่มเติมเมื่อใช้อีเธอร์เน็ต ประการแรก โรงงานเป็นตัวแทนของสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตรายสำหรับสายเคเบิล คอนเนคเตอร์ และสวิตช์ที่ละเอียดอ่อน สภาพแวดล้อมนั้นร้อน เต็มไปด้วยฝุ่น และเต็มไปด้วยสารเคมีที่ไม่เข้ากันกับสายไฟขนาด 100 เมตร (ม.) บวกกับการเดินสายตามแบบฉบับของการใช้งานในโรงงาน นอกจากนี้ ความชื้นและการสั่นสะเทือนยังสร้างความเสียหายให้กับตัวนำและหน้าสัมผัส นอกจากนี้ โรงงานต่างๆ ยังเต็มไปด้วยมอเตอร์ขนาดใหญ่ที่เปิดและปิดอยู่ตลอดเวลา ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะและการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ที่สามารถขัดขวางการสื่อสารทางอีเทอร์เน็ตได้

ประการที่สอง โรงงานผลิตเต็มไปด้วยหุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่เร็วและเครื่องจักรที่ซิงโครไนซ์ซึ่งต้องการการควบคุมแบบเรียลไทม์ กลไกการสื่อสารที่ไม่ได้กำหนดไว้ล่วงหน้าของอีเทอร์เน็ตมาตรฐานนั้นไม่พร้อมสำหรับความสามารถในการควบคุมนี้

ฮาร์ดแวร์อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม

“อีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม” เป็นคำทั่วไปสำหรับระบบอีเทอร์เน็ตที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานในโรงงาน ระบบดังกล่าวมีลักษณะเฉพาะด้วยเลเยอร์ทางกายภาพที่ทนทาน (PHY) และโปรโตคอลอุตสาหกรรม เช่น ModbusTCP, PROFINET และ Ethernet/IP นอกจากนี้ ซึ่งแตกต่างจากการใช้งานอีเทอร์เน็ตมาตรฐาน อีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมมักใช้โทโพโลยีแบบเส้นหรือแบบวงแหวน เนื่องจากช่วยลดระยะเวลาในการเดินสายเคเบิล (จำกัดผลกระทบของ EMI) เวลาแฝงที่ต่ำกว่า และสร้างระดับความซ้ำซ้อน

สายเคเบิลมีความทนทานและมีฉนวนป้องกัน EMI และตัวเชื่อมต่อได้รับการปกป้องจากความเข้มงวดในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมเช่นเดียวกัน

ผู้ผลิตจัดประเภทความแข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์ตามระบบการจัดหมวดหมู่ IP โดยระดับ IP บ่งบอกถึงระดับการป้องกันที่ผลิตภัณฑ์ได้รับและกำหนดโดยมาตรฐานสากล EN 60529 โครงการประกอบด้วยตัวเลขสองหลัก ระดับแรกแสดงถึงระดับการป้องกันจากวัตถุที่เป็นของแข็ง ตั้งแต่เครื่องมือหรือนิ้วที่อาจเป็นอันตรายหากพบตัวนำไฟฟ้า ไปจนถึงสิ่งสกปรกและฝุ่นละอองในอากาศที่อาจทำลายวงจรไฟฟ้า ตัวเลขที่สองกำหนดการป้องกันน้ำหยด ละอองน้ำ หรือการจมน้ำ โดยมีค่าตั้งแต่ IP00 (ไม่มีการป้องกันฝุ่นหรือน้ำ) จนถึง IP69 (การป้องกันทั้งหมดจากฝุ่นและกระแสน้ำที่มีอุณหภูมิสูงและทรงพลัง)

โดยทั่วไปแล้วตัวเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรมจะหุ้มอยู่ในเคสป้องกันต่าง ๆ จนถึง IP67 ในกรณีนี้ การให้คะแนน 6 หมายถึงไม่มีฝุ่นหรือสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายซึมเข้าไปในเครื่อง แม้จะสัมผัสโดยตรงกับสิ่งปนเปื้อนเป็นเวลาแปดชั่วโมง ระดับการป้องกันน้ำที่เจ็ดหมายความว่าอุปกรณ์สามารถจุ่มลงในน้ำจืดได้สูงถึงหนึ่งเมตรเป็นเวลา 30 นาทีโดยไม่มีความเสียหาย

เมื่อเลือก PHY สายเคเบิล และตัวเชื่อมต่อสำหรับอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม นักออกแบบควรตรวจสอบการต้านทาน EMI โดยการสแกนแผ่นข้อมูลสำหรับมาตรฐาน IEC และ EN ต่อไปนี้:

• IEC 61000-4-5 ไฟกระชาก
• IEC 61000-4-4 ไฟฟ้าชั่วขณะอย่างรวดเร็ว (EFT)
• IEC 61000-4-2 ESD
• IEC 61000-4-6 สร้างภูมิคุ้มกัน
• EN 55032 การปล่อยรังสี
• EN 55032 ปล่อยไอเสีย

การปฏิบัติตามมาตรฐานเหล่านี้บางส่วนหรือทั้งหมดช่วยให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพของระบบอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม EMI ในสภาพแวดล้อมโรงงานจะเป็นที่น่าพอใจ

ตัวเชื่อมต่อที่ทนทาน

ไม่ว่าจะสร้างขึ้นในแผงควบคุมเครื่องจักร สวิตช์อีเทอร์เน็ต หรือสายเคเบิล ตัวเชื่อมต่อมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพของระบบอีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรม หากไม่มีการเลือกอย่างระมัดระวัง ความล้มเหลวของตัวเชื่อมต่อเพียงตัวเดียวในขณะที่อยู่ภายใต้ความเครียดจากการผลิตด้วยความเร็วสูง อาจทำให้เครื่องจักรมูลค่าหลายล้านเหรียญทำงานผิดปกติหรือหยุดชะงักได้

มีผู้จำหน่ายหลายรายที่นำเสนอตัวเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมที่ได้รับการพิสูจน์และเชื่อถือได้สำหรับการใช้งานอีเทอร์เน็ต, PoE และ SPE เช่น IP6X สำหรับงานอุตสาหกรรม จาก Amphenol ตัวเชื่อมต่อแบบผลักดึงรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าและสายเคเบิลให้การเชื่อมต่อ CAT 6A Ethernet โดยใช้อินเทอร์เฟซการจับคู่ IEC 61076-3-124 และการปิดผนึกอย่างเต็มรูปแบบตามข้อกำหนด IP65, IP66 และ IP67 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คอนเน็กเตอร์มีจุดประสงค์เพื่อใช้ในแอพพลิเคชั่นอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมที่ต้องการการปกป้องสิ่งแวดล้อมเพิ่มเติม และเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมในร่มหรือกลางแจ้งที่ขรุขระ/สมบุกสมบัน

ครอบครัวรวมถึงแผงติดตั้ง NDHN200 ตัวเรือนคอนเน็กเตอร์สี่เหลี่ยม IP67 ดังแสดงในรูปที่ 3 NDHN3A2 ขั้วต่อปลั๊กอเนกประสงค์ 10 ตำแหน่งแบบไม่มีบัดกรี (รูปที่ 4) ออกแบบมาเพื่อจับคู่กับ NDHN200 ขั้วต่อปลั๊กประกอบด้วยตัวล็อคสลักและแม่พิมพ์ที่หุ้มฉนวน มีพิกัด 50 โวลต์ AC หรือ 60 โวลต์ DC, 1.5 แอมแปร์ (A) และสามารถ mate/ไม่ mate ได้ถึง 250 ครั้ง

รูปที่ 3: NDHN200 เป็นคอนเน็กเตอร์ทรงสี่เหลี่ยมที่ได้รับการจัดอันดับ IP67 สำหรับการใช้งานอีเทอร์เน็ตระดับอุตสาหกรรม (ที่มาของภาพ: Amphenol)

รูปที่ 4: NDHN3A2 เป็นขั้วต่อปลั๊ก IP67 ที่มีสลักล็อคและแม่พิมพ์หุ้มฉนวน (ที่มาของภาพ: Amphenol)

Amphenol ยังได้เปิดตัวตัวเชื่อมต่อ SPE สำหรับการเชื่อมต่ออีเทอร์เน็ตของอุปกรณ์ต่อพ่วง เช่น เซ็นเซอร์ แอคทูเอเตอร์ และกล้องที่ทำงานด้วยความเร็วสูงถึงหนึ่งกิกะบิตต่อวินาที (Gbit/s) ฟอร์มแฟคเตอร์ SPE ช่วยลดขนาด น้ำหนัก และต้นทุนเมื่อเทียบกับอีเทอร์เน็ตมาตรฐาน ตัวเชื่อมต่อได้รับการจัดอันดับ IP67 พร้อมฟอร์มแฟคเตอร์ทรงกลมขนาด M12 พวกมันจับคู่กับปลั๊กแบบปิดภาคสนาม ให้อินเทอร์เฟซที่มีการป้องกันอย่างสมบูรณ์พร้อมคุณสมบัติการล็อค ความสามารถในการจัดการแรงดันไฟ/กระแสตรงที่ 60 โวลต์ DC และสูงสุด 4 A รองรับ PoE ในระยะทางสูงสุด 1 กิโลเมตร (กม.) ตัวอย่างหนึ่งคือ MSPEJ6P2B02 ขั้วต่อ SPE 2P2C (รูปที่ 5)

รูปที่ 5: ตัวเชื่อมต่อ MSPEJ6P2B02 IP67 SPE มาในรูปแบบทรงกลมขนาด M12 ที่เป็นที่นิยม (ที่มาของภาพ: Amphenol)

บริษัทยังมีคอนเน็กเตอร์ SPE ที่คล้ายคลึงกันด้วยรูปแบบปลั๊กสี่เหลี่ยมที่มีพิกัด IP20 มากกว่า IP67 โซลูชันนี้ให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเหมือนกับรุ่น M12 แต่มีราคาถูกกว่า ตัวอย่างคือ MSPE-P2L0-2A0 คอนเน็กเตอร์ SPE แบบโมดูลาร์ (รูปที่ 6)

รูปที่ 6: คอนเน็กเตอร์ SPE IP20 แบบโมดูลาร์ MSPE-P2L0-2A0 เป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอันตรายน้อยกว่า (ที่มาของภาพ: Amphenol)

โปรโตคอลอีเทอร์เน็ตที่ใช้ในงานอุตสาหกรรม

กลไกการสื่อสารของ Standard Ethernet นั้นน่าพอใจสำหรับการรับส่งข้อมูลที่ค่อนข้างสงบของสำนักงานหรือธุรกิจขนาดเล็ก แต่กลไกดังกล่าวมีความอ่อนไหวต่อการหยุดชะงักและสูญหายของแพ็กเก็ต ส่งผลให้มีเวลาแฝงเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้ไม่เหมาะกับความต้องการที่เกือบจะเรียลไทม์ของสายการผลิตที่เคลื่อนไหวรวดเร็วและซิงโครไนซ์ ดังที่กล่าวไว้ สภาพแวดล้อมดังกล่าวต้องการโปรโตคอลที่กำหนดเพื่อให้แน่ใจว่าคำสั่งของเครื่องมาถึงตรงเวลา ทุกครั้ง ไม่ว่าการโหลดบนเครือข่ายจะสูงเพียงใดก็ตาม

เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ ฮาร์ดแวร์อีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรมได้รับการเสริมด้วยซอฟต์แวร์ "อุตสาหกรรม" ที่คล้ายคลึงกัน มีโปรโตคอลอีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรมที่ได้รับการพิสูจน์แล้วหลายตัว รวมถึง Ethernet/IP, ModbusTCP และ PROFINET แต่ละรายการได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกำหนดระดับสำหรับการใช้งานระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

ความแตกต่างระหว่างซอฟต์แวร์อีเทอร์เน็ตและอีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรมสามารถอธิบายได้ดีที่สุดโดยพิจารณาจากโมเดลนามธรรม 7 เลเยอร์ ISO/OSI ('สแต็ก') ซึ่งประกอบด้วย PHY ดาต้าลิงค์ เครือข่าย การขนส่ง เซสชัน การนำเสนอ และการใช้งานแบบเลเยอร์ อีเทอร์เน็ตมาตรฐานประกอบด้วย PHY, ดาต้าลิงค์, เครือข่าย และเลเยอร์การขนส่ง (ซึ่งใช้ TCP/IP หรือ UDP/IP ในการขนส่ง) และถือได้ว่าเป็นกลไกการสื่อสารที่นำประสิทธิภาพ ความเร็ว และเพิ่มขีดความสามารถมาให้

ในทางตรงกันข้าม โปรโตคอล Industrial Ethernet เช่น PROFINET ใช้การใช้งานแบบเลเยอร์ของ Industrial Ethernet stack PROFINET เป็นโปรโตคอลการสื่อสารที่ออกแบบมาเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างเครื่องและตัวควบคุมในการตั้งค่าอัตโนมัติ โดยใช้อีเธอร์เน็ตมาตรฐานเป็นกลไกการสื่อสาร (รูปที่ 7)

รูปที่ 7: โมเดลนามธรรมเจ็ดชั้น ISO/OSI ที่แสดงสแต็กซอฟต์แวร์อีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม โปรโตคอลอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม เช่น PROFINET อยู่ในการใช้งานแบบเลเยอร์ (ที่มาของภาพ: Profinet)

ซอฟต์แวร์อีเทอร์เน็ตสำหรับอุตสาหกรรมยังสามารถใช้ประโยชน์จากโปรโตคอลอื่น ๆ ที่ออกแบบมาเพื่อส่งข้อมูลไปยังคลาวด์โดยเฉพาะ ตัวอย่างรวมถึงโปรโตคอลเช่น MQTT หรือ SNMP

สรุป

เพื่อพิจารณาสภาพแวดล้อมที่รุนแรงของโรงงานและข้อกำหนดแบบเรียลไทม์ Industrial Ethernet ใช้ฮาร์ดแวร์ที่ทนทาน เช่น สวิตช์ สายเคเบิล และคอนเน็กเตอร์ ตลอดจนซอฟต์แวร์อุตสาหกรรม เพื่อเชื่อมต่อเครือข่าย IT และ OT ของโรงงานได้อย่างน่าเชื่อถือ

ดังที่แสดงไว้ โซลูชันตัวเชื่อมต่อเชิงพาณิชย์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยให้วิศวกรสามารถใช้ประโยชน์จาก Industrial Ethernet เพื่อตั้งโปรแกรมและควบคุมระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมความเร็วสูงได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่รวบรวมข้อมูลเชิงลึกที่จำเป็นในการปรับปรุงและปรับขนาดการดำเนินงานด้านการผลิต