¿Qué es un interruptor industrial?

La interfaz Ethernet no se diseñó originalmente teniendo en cuenta los requisitos de las redes industriales, por lo que cuando el equipo informático se implementa en entornos industriales con condiciones extremas y señales de interferencia serias, la confiabilidad de los conmutadores de servicios comerciales generales se ve desafiada. Para abordar este problema, han surgido interruptores industriales altamente confiables y estables, lo que puede integrarse en entornos industriales complejos y convertirse en una herramienta de transmisión para la implementación de tecnología de automatización industrial en Internet.

1. ¿Qué es un interruptor industrial?

Un interruptor industrial, también conocido como un conmutador Ethernet industrial, utiliza protocolos TCP/IP abiertos y ampliamente utilizados, lo que lo convierte en un módulo de comunicación inalámbrica clave para los sistemas de control industrial. No difiere significativamente de los interruptores comerciales en términos de la capa de enlace de datos, la capa de transporte o la capa de protocolo, pero sus requisitos prácticos para el control industrial son diferentes.

2. ¿Cuál es la diferencia entre un interruptor industrial y un interruptor general?

Los interruptores industriales difieren de los interruptores civiles y comerciales, ya que tienen muchas características únicas que los interruptores civiles y comerciales no poseen debido a su entorno laboral único y requisitos de trabajo. Abordan problemas técnicos, como la practicidad de la comunicación, la seguridad de Internet, los sistemas de seguridad y la tecnología a prueba de explosión, y emplean contramedidas adecuadas para el entorno industrial, como la resistencia a la humedad y la resistencia a los choques.

En términos de función y rendimiento, los interruptores industriales de Ethernet están más cerca de las comunicaciones de redes industriales, como conectarse con varias interfaces de computadora, redundancia de la máquina y equipos de máquina en tiempo real. Los interruptores industriales en cuanto al rendimiento difieren de los interruptores generales en términos de integración con sistemas externos de monitoreo ambiental. El entorno industrial tiene muchas condiciones duras, como minas y barcos de carbón, así como requisitos específicos para la temperatura, la humedad y la prevención de la contaminación en el dominio EMI (prueba de compatibilidad electromagnética). El impacto de la temperatura en los equipos informáticos industriales es el más común.

3. Características deInterruptores de Ethernet industrial

Debido a las diferencias y requisitos en el trabajo y el rendimiento, los conmutadores de Ethernet industrial tienen las siguientes características principales en comparación con los interruptores generales:

3.1 Componentes electrónicos:Los interruptores industriales de Ethernet tienen regulaciones estrictas para la selección de componentes electrónicos. Para cumplir con los requisitos de integrarse rápidamente en la producción industrial y los sitios de fabricación, los componentes electrónicos deben tener regulaciones para la protección antiestática, del rayo y la resistencia a temperaturas extremadamente altas y bajas.

3.2 Equipo mecánico Equipo natural:Los interruptores de Ethernet industrial pueden integrarse mejor en ambientes naturales de equipos mecánicos extremos, que incluyen resistencia a la vibración, resistencia al choque, resistencia a la corrosión, resistencia al polvo y resistencia a la humedad.

3.3 Clima Entorno natural:Los interruptores industriales de Ethernet pueden integrarse mejor en entornos naturales climáticos más débiles, incluida la temperatura, la humedad ambiental, etc. Pueden trabajar normalmente dentro de un rango de temperatura de -45} de 75 grados, y la humedad del aire de 5% ~ 95% sin condensación.

3.4 Entorno natural de inducción electromagnética:Los interruptores de Ethernet industrial tienen fuertes capacidades de interferencia anti-electromagnética, con una calificación impermeable de señal de interferencia de hasta el nivel 4.

3.5 Normas de voltaje operativo:El rango de voltaje operativo de los interruptores Ethernet industriales es relativamente amplio, aplicable a DC12/24V, y AC/DC85 ~ 265 V de opciones de voltaje de ancho. Los interruptores generales tienen regulaciones de corriente más altas y se ven más comúnmente con una distribución de voltaje de trabajo fija.

3.6 Circuito de alimentación:La mayoría de los interruptores generales usan una fuente de alimentación de interruptor único, mientras que los conmutadores Ethernet industriales utilizan interruptores de fuente de alimentación dual a los datos de copia de seguridad. Además, también tienen una función de alarma de apagón de potencia mejorada.

3.7 Método de instalación:Los interruptores industriales de Ethernet se pueden instalar utilizando rieles DIN, bastidores de tarjetas de sonido y otros métodos, mientras que los interruptores generales generalmente se instalan en bastidores o escritorios de tarjetas de sonido.

Método de disipación de calor: los interruptores de Ethernet industrial utilizan la disipación de calor sin ventilador, reduciendo la interferencia del polvo y evitando los problemas de las instalaciones causados ​​por los problemas del ventilador, mientras que los interruptores generales usan la disipación de calor asistida por el ventilador.

 

4. Cuándo usarInterruptores industriales

En entornos industriales, es importante utilizar interruptores de Ethernet industriales apropiados en lugar de interruptores comerciales rentables. Las siguientes son algunas razones por las cuales es importante usar interruptores industriales en entornos industriales.

4.1 previsibilidad:Debido al hecho de que el protocolo de capa Mac para las interfaces Ethernet es CSMA/CD, pueden surgir conflictos en Internet, particularmente cuando hay una carga pesada. En un Ethernet industrial, si hay muchos conflictos, los datos deben retransmitirse varias veces, lo que resulta en una mayor variabilidad en la comunicación entre redes. Esta variabilidad en la transmisión de una ubicación a otra en una red de control industrial inevitablemente conducirá a una disminución del rendimiento del sistema de control.

4.2 Practicidad:En los sistemas de automatización industrial, la capacidad de respuesta a los eventos se puede definir como la escalabilidad del sistema para responder a los eventos. En otras palabras, después de que ocurre un evento, el software del sistema debe responder dentro de un período de tiempo previsiblemente corto. Sin embargo, las regulaciones industriales para la transmisión de información son extremadamente estrictas, y la transmisión de datos generalmente ocurre dentro de decenas de milisegundos. Debido al mecanismo CSMA/CD de las interfaces Ethernet, cuando surgen conflictos, los datos deben retransmitirse, con el número de reintentos a menudo alcanzando 16 o más. Este tipo de resolución de conflictos lleva mucho tiempo y costoso. Además, incluso una breve interrupción en conexión, como solo unos pocos segundos, puede causar una parada completa de producción o incluso dar como resultado una falla del equipo y accidentes de seguridad.

4.3 Estabilidad:Las interfaces de Ethernet no fueron diseñadas teniendo en cuenta las aplicaciones de red industrial. Cuando se usan en entornos industriales, deben lidiar con cargas extremas e interferencia electromagnética grave, lo que puede disminuir su estabilidad. En un entorno de trabajo, un Ethernet industrial debe tener buena estabilidad, recuperación y escalabilidad. Esto garantiza que cuando cualquier componente de un sistema de aplicación encuentre un problema, no causará fácilmente el software de aplicación, los sistemas operativos de computadora o incluso todo el sistema de aplicaciones se bloquea o se paralizará.

5. Usos principales

Los interruptores industriales generalmente se utilizan en la producción industrial y los sitios de fabricación, con varias formas y formularios de instalación dependiendo del sitio de uso. Tienen niveles especificados de humedad, anti-contaminación, resistencia sísmica, señales anti-interferencia y altos requisitos de estabilidad natural. También necesitan operar continuamente durante 24 horas sin interrupción. Algunos sistemas de control automáticos requieren baja latencia, mientras que otros requieren fuentes de alimentación redundantes, como las fuentes de alimentación de conmutadores DC24V. Los interruptores industriales están diseñados para considerar las condiciones complejas de los sitios industriales y, por lo tanto, están más integrados en el entorno industrial para ejercer completamente la efectividad del interruptor.

Los mercados clave para la venta de interruptores industriales son la industria de energía y electricidad, la automatización de fábricas, la tecnología de automatización de la minería de carbón, el ferrocarril urbano y la generación de energía eólica, seguido de la industria metalúrgica, el petróleo crudo y la industria de la industria de la supervisión de la supervisión de la operación de la operación de gasto, la supervisión de la supervisión de la operación de la operación de la operación de la operación del sistema, la supervisión de la supervisión de la operación de marco de la operación de gas de petróleo, la supervisión de la supervisión de la supervisión de la operación de marco, la supervisión de la supervisión de la operación de la operación de la planta, la tecnología de automatización de la máquina de los sistemas de la operación del sistema. Sitios de automatización industrial.

Debido a su alto nivel impermeable (generalmente IP40), una fuerte prueba de compatibilidad electromagnética (Nivel 4 de EMS) y un buen rendimiento, los interruptores industriales se utilizan en algunos sitios industriales con estrictos estándares del entorno natural, asegurando una garantía suficiente para la comunicación industrial.

Los siguientes son algunos escenarios de aplicación típicos para conmutadores Ethernet industriales.

5.1 Industria pesada

La aplicación de Internet industrial es crucial para las empresas de la industria pesada para mejorar la calidad y la eficiencia. Sin embargo, el entorno de implementación para tales redes suele ser el más severo. Tomando la industria minera como ejemplo, la producción en tiempo real y los datos de monitoreo de seguridad en minas subterráneas deben transmitirse rápidamente de regreso a la superficie. Los interruptores ordinarios no pueden garantizar la estabilidad a largo plazo en tales entornos de partículas de polvo de alta concentración. El diseño sin ventilador y las características a prueba de polvo de los interruptores industriales pueden aislar y evitar que las partículas de polvo en capas ingresen al equipo y causen daños inesperados, lo que garantiza la estabilidad de la red bajo tierra. Las opciones de instalación flexibles también proporcionan conveniencia para la implementación en el sitio en minas.

5.2 Transporte

En la industria del transporte, los dispositivos de acceso a la red generalmente se distribuyen al aire libre y están relativamente dispersos. Por ejemplo, los semáforos, los dispositivos de medición de la velocidad en las autopistas y otras instalaciones de tráfico en la carretera deben considerar el posible entorno extremo de frío o alta temperatura durante la implementación de acceso a la red. Además, también deben considerar los impactos del clima duro o los accidentes de tráfico, como colisiones, vibraciones y rayos, para evitar causar fallas en el comando de tráfico y el sistema de monitoreo. Obviamente, solo los interruptores de Ethernet industriales con altos niveles de protección y resistencia sísmica pueden cumplir tales condiciones de implementación. Además, al conectar dispositivos dispersos a la red a través de una red de anillo, no solo se pueden ahorrar costos de cableado, sino que también se puede mejorar la confiabilidad de la red a través de la tecnología de protección de red de anillo.

5.3 Transmisión de energía

La interferencia electromagnética de alta intensidad e inevitable es el mayor desafío para la construcción de la red de subestaciones de alto voltaje. Aunque no se puede ver ni tocar la interferencia electromagnética, en los escenarios de transmisión de potencia, como las subestaciones que están muy cerca de las bobinas y transformadores de alta potencia, si no se considera su impacto, puede hacer que la calidad de la red disminuya e incluso resulte en interrupciones de la red o daños en el dispositivo, lo que afecta la monitorización en tiempo real de los datos de transmisión de energía. Los interruptores industriales, con sus fuertes pruebas de compatibilidad electromagnética, altos requisitos de estabilidad natural y características de señal anti-interferencia, pueden resolver efectivamente los problemas anteriores, asegurando la comunicación de red estable y confiable para los datos de transmisión de potencia.