شبکه های اتوماسیون صنعتی زیرساخت های ارتباطی حیاتی هستند که تبادل داده میان پی ال سی ها، درایوها، سنسورها و سیستم های مانیتورینگ را با سرعت و دقت بسیار بالا فراهم می کنند. این شبکه ها با استفاده از پروتکل های استاندارد، یکپارچگی خطوط تولید را تضمین کرده، حجم کابل کشی را کاهش داده و از خطاهای انسانی و توقف ماشین آلات جلوگیری می نمایند.
در گذشته های نه چندان دور، راه اندازی یک خط تولید صنعتی به معنای کیلومترها سیم کشی مسی پیچیده، داکت های شلوغ و تابلوهای رله ای غول پیکری بود که یافتن یک قطعی ساده در آن ها روزها زمان می برد. در آن دوران، هر سنسور یا عملگر (Actuator) نیازمند یک کابل کشی مستقل تا اتاق کنترل بود که علاوه بر افزایش سرسام آور هزینه های تامین کابل، خطایابی را به کابوسی فرسایشی برای مهندسان تبدیل می کرد.
اما امروزه، با ورود به عصر صنعت 4.0 و کارخانجات هوشمند، توپولوژی ارتباطات به طور کامل دگرگون شده است. شریان های حیاتی کارخانجات مدرن دیگر سیم های مسی قطور نیستند، بلکه کابل های شبکه ظریفی هستند که هزاران داده را در کسری از میلی ثانیه منتقل می کنند.
ارتقای خطوط تولید و گذر از سیستم های جزیره ای و ایزوله به سمت ماشین آلات یکپارچه، دیگر یک انتخاب لوکس برای سازمان ها نیست؛ بلکه تنها راه بقا در بازار رقابتی امروز است. توقف های ناگهانی (Downtime)، ناهماهنگی میان سرعت بخش های مختلف تولید، و هدررفت متریال، همگی ریشه در فقدان یک بستر ارتباطی قدرتمند دارند. ما در این راهنمای جامع و کاملاً مهندسی، بر اساس سال ها تجربه اجرای پروژه های کلان، قصد داریم کالبدشکافی دقیقی از سیستم های ارتباطی کارخانجات ارائه دهیم. شما در این مقاله با ساختار، معماری و استاندارد این بسترها آشنا خواهید شد تا با دیدی کاملاً کارشناسانه، کنترل جریان داده ها در کارخانه خود را به دست بگیرید.
شبکه های اتوماسیون صنعتی
شبکه های اتوماسیون صنعتی بسترهای ارتباطی سخت افزاری و نرم افزاری قدرتمندی هستند که برای انتقال بلادرنگ (Real-time) و قطعی داده ها میان تجهیزات کنترلی (مانند PLC)، سنسورها، درایوها و سیستم های مانیتورینگ در محیط های پرنویز کارخانجات طراحی شده اند. هدف اصلی این شبکه ها، ایجاد زبانی مشترک برای یکپارچه سازی ماشین آلات است. ویژگی های کلیدی این سیستم ها عبارتند از:
- سرعت بالای انتقال داده ها در حد میکروثانیه و میلی ثانیه
- مقاومت فوق العاده در برابر نویزهای الکترومغناطیسی (EMC)
- کاهش شدید حجم کابل کشی های مسی و هزینه های نگهداری
- قابلیت عیب یابی متمرکز و مانیتورینگ پیوسته وضعیت خط تولید
مشاوره مهندسی، طراحی شبکه و تامین تجهیزات با مبین نیرو
شرکت مبین نیرو، با دهه ها تجربه مستمر در قلب صنعت کشور، به عنوان تنها نماینده رسمی و واردکننده مستقیم برندهای تراز اول جهانی از جمله اشنایدر الکتریک (Schneider Electric)، تکو (TECO)، سایمون (Cimon) و اسپکتر (Spectre) در ایران فعالیت می کند. ما معتقدیم که فروش یک قطعه یا ماژول ارتباطی، پایان راه نیست؛ بلکه آغاز یک تعهد مهندسی است. دپارتمان تخصصی ما آماده است تا در تمام مراحل طراحی معماری شبکه، انتخاب پروتکل مناسب و تامین قطعات اصلی با پایین ترین قیمت رقابتی، در کنار شما صنعتگران گرامی باشد. برای دریافت مشاوره رایگان همین امروز با ما در تماس باشید:
آدرس دفتر مرکزی: تهران ، خیابان قائم مقام فراهانی ، کوچه بیستم ، پلاک 7 ، واحد 5
شماره تماس مستقیم دپارتمان مهندسی: 02188842616

اهمیت و کاربرد شبکه های صنعتی
برای درک عمیق اهمیت این زیرساخت ها، باید فرآیندهای مکانیکی و الکتریکی یک کارخانه را به مثابه یک ارگانیسم زنده تصور کنید. سنسورها مانند حواس پنجگانه، پی ال سی ها مانند مغز و الکتروموتورها مانند عضلات این ارگانیسم هستند. شبکه های اتوماسیون صنعتی دقیقاً نقش سیستم عصبی مرکزی را ایفا می کنند که پیام ها را بدون کوچکترین تاخیر یا خطایی مخابره می کنند.در واقع، کیفیت ارتباطات شبکه میان این تجهیزات، نقش مستقیمی در سرعت تبادل اطلاعات، هماهنگی فرآیندها و عملکرد پایدار سیستمهای صنعتی دارد.
در پروژه های انجام شده ما، بارها شاهد بوده ایم که کارفرمایان از توقف های مکرر دستگاه های بسته بندی یا ناهماهنگی سرعت موتورهای نوار نقاله شکایت داشته اند. دلیل این امر، استفاده از سیگنال های آنالوگ (مانند 4 تا 20 میلی آمپر) در مسافت های طولانی است که به شدت مستعد دریافت نویز محیطی از کابل های قدرت هستند. با جایگزینی این سیگنال ها با شبکه های اتوماسیون صنعتی استاندارد، تمام داده ها به صورت پکیج های دیجیتال رمزنگاری شده ارسال می شوند و نویز محیطی هیچ تاثیری بر دقت عملکرد دستگاه نخواهد داشت.
کاربردهای اصلی این بسترها شامل موارد زیر است:
- صنایع فرآیندی پیوسته (پالایشگاه ها و پتروشیمی ها): مانیتورینگ هزاران شیر برقی (Valve)، سنسورهای فشار و فلوترانسمیترها از یک اتاق کنترل مرکزی (DCS).
- صنایع گسسته و ماشین سازی (خودروسازی و CNC): هماهنگ سازی بی نقص حرکت بازوهای رباتیک و سروو موتورها در خطوط مونتاژ با دقت صدم میلی متر.
- سیستم های مدیریت انرژی: جمع آوری لحظه ای داده های مصرف برق از درایوها و تحلیل آن ها جهت کاهش هزینه های انرژی.
معماری و لایه های شبکه های اتوماسیون صنعتی (هرم اتوماسیون)
برای جلوگیری از ترافیک سنگین داده ها و ایجاد یک ساختار مهندسی شده، ارتباطات در کارخانجات بر اساس مدلی به نام «هرم اتوماسیون» (Automation Pyramid) طبقه بندی می شوند. این معماری به مهندسان کمک می کند تا ترافیک داده های حساس کنترلی را از ترافیک داده های مدیریتی جدا سازند.
۱. لایه میدان (Field Level)
این لایه در پایین ترین سطح هرم قرار دارد و در ارتباط مستقیم با محیط فیزیکی است. تجهیزات این لایه شامل سنسورها (دما، فشار، مجاورتی) و عملگرها (جک های پنوماتیک، شیرهای برقی) می باشند. شبکه های اتوماسیون صنعتی در این لایه باید بتوانند حجم کمی از داده ها (معمولاً در حد چند بایت) را با بالاترین سرعت ممکن و زمان تاخیر (Latency) نزدیک به صفر منتقل کنند. پروتکل هایی نظیر AS-Interface و IO-Link قهرمانان این لایه هستند.
۲. لایه کنترل (Control Level)
این لایه مغز متفکر فرآیند است و شامل کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر نظیر اتوماسیون صنعتی plc و همچنین تجهیزات کنترل دور موتور نظیر اینورتر تکو s310 می باشد. در این لایه، پی ال سی ها داده ها را از لایه میدان جمع آوری کرده، الگوریتم های کنترلی را پردازش نموده و فرمان های حرکتی را صادر می کنند. ارتباطات در این لایه نیازمند تبادل حجم متوسطی از داده ها با قابلیت اطمینان (Reliability) بسیار بالاست.
۳. لایه نظارت و سرپرستی (Supervisory Level)
هنگامی که چندین دستگاه یا چندین خط تولید در کنار یکدیگر کار می کنند، نیازمند یک ناظر کلان هستیم. سیستم های مانیتورینگ اسکادا (SCADA) و نمایشگرهای صنعتی (HMI) در این لایه قرار دارند. اپراتورها از طریق این لایه فرامین شروع، توقف، و تغییر فرمولاسیون را صادر کرده و گراف های تولید را مشاهده می کنند. حجم داده ها در این لایه بسیار زیاد است و معمولاً از شبکه های مبتنی بر اترنت صنعتی استفاده می شود. برای آشنایی با تجهیزات مانیتورینگ می توانید به کاتالوگ محصولات سایمون مراجعه نمایید.
۴. لایه مدیریت کارخانه (Management Level)
این لایه شامل نرم افزارهای برنامه ریزی منابع سازمان (ERP) و سیستم های اجرایی تولید (MES) است که به مدیران ارشد اجازه می دهد تا سفارشات مشتری، موجودی انبار و راندمان شیفت های کاری را تحلیل کنند. شبکه های اتوماسیون صنعتی در این سطح بیشتر شبیه به شبکه های اداری (IT) عمل می کنند.
پروتکل های مهم در اتوماسیون صنعتی
درک زبان های ارتباطی ماشین آلات، کلید موفقیت در طراحی شبکه های هوشمند است. هر پروتکل دارای مزایا، معایب و کاربری خاص خود است. انتخاب اشتباه میان پروتکل های مهم در اتوماسیون صنعتی می تواند منجر به تاخیر در پاسخگویی ماشین و ایجاد تنگنا (Bottleneck) در شبکه شود.
پروتکل مدباس (Modbus)؛ استاندارد بی مرگ صنعت
مدباس یکی از قدیمی ترین، آشناترین و پرکاربردترین پروتکل های مهم در اتوماسیون صنعتی است که در سال ۱۹۷۹ توسط شرکت Modicon (که امروزه زیرمجموعه اشنایدر الکتریک است) ابداع شد. دلیل بقای این پروتکل پس از دهه ها، سادگی بی نظیر، متن باز بودن (Open-source) و عدم نیاز به پرداخت لایسنس است.
مدباس به دو شکل اصلی استفاده می شود:
- Modbus RTU: مبتنی بر بستر فیزیکی سریال RS-485 است. این شبکه بسیار ارزان، مقاوم در برابر نویز و ایده آل برای مسافت های طولانی (تا ۱۲۰۰ متر) است. اکثر تجهیزات بازار نظیر اینورترهای تکو و کنترلرهای حرارتی، از این پروتکل به صورت پیش فرض پشتیبانی می کنند.
- Modbus TCP/IP: همان فریم های داده مدباس را روی بستر مدرن اترنت (کابل های شبکه LAN) منتقل می کند که سرعت بسیار بالاتری را به ارمغان می آورد.
پروتکل پروفی باس (Profibus)
پروفی باس (Process Field Bus) استاندارد قدرتمند آلمانی است که برای محیط های خشن صنعتی طراحی شد. نوع Profibus DP آن که با کابل های بنفش رنگ متمایز خود شناخته می شود، سرعت بالا و قابلیت اطمینان فوق العاده ای برای ارتباط بین PLCها و درایوها فراهم می کند. این شبکه به دلیل استفاده از کابل های شیلددار ویژه، مقاومت بی نظیری در برابر نویزهای الکترومغناطیسی کارخانجات ذوب و فولاد دارد.
پروتکل پروفی نت (Profinet)
می توان پروفی نت را نسخه تکامل یافته پروفی باس دانست که بر بستر اترنت صنعتی کار می کند. در حالی که پروفی باس به حداکثر سرعت ۱۲ مگابیت بر ثانیه محدود بود، پروفی نت داده ها را با سرعت ۱۰۰ مگابیت تا ۱ گیگابیت بر ثانیه منتقل می کند. این استاندارد که یکی از حیاتی ترین پروتکل های مهم در اتوماسیون صنعتی امروزی است، برای کاربردهای کنترل حرکت (Motion Control) که نیازمند هماهنگی چند محور به صورت همزمان هستند، کاملاً ایده آل است.
پروتکل اترکت (EtherCAT)
اترکت (Ethernet for Control Automation Technology) سریع ترین شبکه مبتنی بر اترنت در جهان اتوماسیون است. این پروتکل برای ماشین آلات CNC پیشرفته، دستگاه های بسته بندی با سرعت بالا و رباتیک توسعه یافته است. در شبکه های معمولی، بسته های داده باید در هر گره (Node) باز و پردازش شوند که باعث تاخیر می شود؛ اما در شبکه اترکت، هر درایو یا سنسور داده های مربوط به خود را “در حال پرواز” (On the fly) از بسته اطلاعاتی برمی دارد و عبور می دهد که زمان چرخه (Cycle Time) را به زیر ۱۰۰ میکروثانیه می رساند.
پروتکل CANopen
این پروتکل که در اصل برای شبکه های داخلی خودروها (CAN bus) توسعه یافته بود، به دلیل امنیت بالا و قابلیت کار در محیط های به شدت نویزی، به دنیای اتوماسیون صنعتی راه یافت. از این شبکه بیشتر در ماشین آلات متحرک، جرثقیل ها، و تجهیزات پزشکی استفاده می شود.
تفاوت شبکه های فناوری اطلاعات (IT) و شبکه های فناوری عملیاتی (OT)
برای مهندسان کامپیوتر که وارد حوزه صنعت می شوند، یکی از بزرگترین چالش ها درک تفاوت میان شبکه های اداری (IT) و شبکه های اتوماسیون صنعتی یا همان فناوری عملیاتی (OT) است.
در شبکه های اداری مانند دیتاسنترها، هدف اصلی حجم انتقال داده (Bandwidth) است. اگر لود شدن یک وب سایت یا ارسال یک ایمیل ۲۰۰ میلی ثانیه تاخیر داشته باشد، هیچ اتفاق فاجعه باری رخ نمی دهد. اما در شبکه های OT، هدف اصلی قطعیت زمان (Determinism) است. اگر فرمان توقف به یک بازوی رباتیک با ۲۰ میلی ثانیه تاخیر برسد، بازوی ربات ممکن است به قالب دستگاه برخورد کرده و خسارت های میلیاردی به بار آورد.
استانداردهای بین المللی نیز همواره بر این تفاوت های ساختاری پافشاری می کنند:
“شبکه های ارتباطی صنعتی (تحت استاندارد IEC 61158) بستر حیاتی برای انتقال قطعی و بلادرنگ داده ها میان سیستم های کنترلی و ادوات فیلد در محیط های خشن کارگاهی هستند که ایمنی عملیاتی و عملکرد بدون درنگ (Real-time) ماشین آلات را فارغ از تداخلات الکترومغناطیسی تضمین می نمایند.” International Electrotechnical Commission (IEC)
تفاوت مهم دیگر، شرایط فیزیکی محیط است. سوئیچ ها و روترهای IT در اتاق های خنک و تمیز سرور نصب می شوند، در حالی که تجهیزات شبکه OT در داخل تابلو برق هایی کار می کنند که دمای آن ها ممکن است به بالای ۶۰ درجه سانتی گراد برسد و در معرض لرزش های دائمی و گازهای خورنده باشند.

راهنمای طراحی و انتخاب شبکه ارتباطی مناسب
انتخاب اشتباه بستر شبکه می تواند سرعت پردازش ماشین شما را فلج کند. ما در دپارتمان مهندسی مبین نیرو، پیش از انتخاب پروتکل ارتباطی برای ماشین سازان، پارامترهای زیر را تحلیل می کنیم:
۱. انتخاب توپولوژی فیزیکی مناسب
- توپولوژی ستاره (Star): تمام تجهیزات به یک سوئیچ مرکزی متصل می شوند. در صورت قطع یک کابل، فقط همان دستگاه از مدار خارج می شود. عیب یابی در این روش بسیار ساده است اما کابل کشی زیادی می طلبد.
- توپولوژی خطی (Line/Daisy Chain): کابل شبکه از درایو اول به درایو دوم و سپس سوم می رود. این روش (که در اینورترهای مدرن با داشتن دو پورت شبکه پشتیبانی می شود) هزینه کابل کشی را به شدت کاهش می دهد.
- توپولوژی حلقوی (Ring): مشابه حالت خطی است، اما دستگاه آخر مجدداً به سوئیچ اصلی متصل می شود. این ساختار (مانند پروتکل MRP در پروفی نت) خاصیت افزونگی (Redundancy) دارد؛ یعنی اگر کابل از یک جا قطع شود، داده ها بلافاصله از مسیر معکوس حرکت کرده و هیچ توقفی در خط رخ نمی دهد.
۲. انتخاب بستر فیزیکی؛ مس یا فیبر نوری؟
در محیط هایی که طول مسیر کابل کشی کمتر از ۱۰۰ متر است، استفاده از کابل های مسی اترنت صنعتی (با شیلدینگ قوی نظیر SF/UTP) توجیه اقتصادی دارد. اما اگر کابل شبکه شما باید از کنار کوره های القایی، ترانس های فشار قوی یا درایوهای مگاواتی عبور کند، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) می تواند سیگنال های مسی را نابود کند. در این شرایط، استفاده از کابل های فیبر نوری که کاملاً در برابر نویزهای الکتریکی ایزوله هستند، الزامی است.
۳. بررسی نیازمندی های زمان بندی (Timing Requirements)
اگر دستگاه شما یک پمپ آبرسانی ساده است، پروتکل ارزان قیمت Modbus RTU کاملاً پاسخگوی نیاز شماست. اما اگر در حال طراحی یک دستگاه چاپ چند رنگ هستید که غلتک های آن باید با دقت صدم درجه با هم سنکرون باشند، باید حتماً از شبکه های بسیار سریع نظیر EtherCAT یا Profinet IRT استفاده نمایید.
بررسی تجهیزات سخت افزاری متصل به شبکه های صنعتی
یک شبکه اتوماسیون قدرتمند، متشکل از گره ها (Nodes) یا سخت افزارهایی است که به آن متصل می شوند. برای شناخت بهتر این اجزا، می توانید به مقاله معرفی قطعات تابلو برق صنعتی مراجعه کنید. در ادامه نقش این تجهیزات در شبکه را بررسی می کنیم:
پی ال سی ها (The Brain)
پی ال سی سایمون یا اشنایدر به عنوان کلاینت یا مستر (Master) شبکه عمل می کند. این پردازنده فرامین را بسته بندی کرده و برای عملگرها ارسال می نماید و همزمان داده های بازخوردی را بررسی می کند. انتخاب یک پی ال سی که دارای پورت های اترنت داخلی و سریال به صورت همزمان باشد، هزینه های خرید کارت های ارتباطی مجزا را کاهش می دهد.
اینورترها و سروو درایوها (The Muscle)
تجهیزاتی نظیر درایوهای تکو، از طریق پورت شبکه خود فرمان سرعت (Reference Speed) و فرمان استارت را دریافت می کنند و در مقابل، اطلاعات ارزشمندی نظیر جریان کشیده شده توسط موتور، خطاهای حرارتی و ولتاژ شبکه را به پی ال سی گزارش می دهند. این تبادل داده باعث می شود تا در صورت گیر کردن مکانیکی موتور، پی ال سی قبل از سوختن سیم پیچ ها، فرمان توقف کل خط را صادر کند.
نمایشگرهای اچ ام آی (The Face)
نمایشگرهای لمسی برند سایمون که به عنوان نودهای ناظر در شبکه قرار دارند، تمامی این ترافیک داده ها را به گرافیک های قابل فهم برای اپراتور تبدیل می کنند. یک HMI باکیفیت می تواند به طور همزمان با پروتکل مدباس با یک درایو، و با پروتکل پروفی نت با یک پی ال سی ارتباط برقرار کند و نقش یک مبدل شبکه (Gateway) را نیز ایفا نماید.
چالش های پیاده سازی و راهکارهای مهندسی
پیاده سازی شبکه های اتوماسیون صنعتی در دنیای واقعی، با چالش های فیزیکی و نرم افزاری متعددی روبرو است. حتی اگر بهترین پروتکل های مهم در اتوماسیون صنعتی را انتخاب کرده باشید، رعایت نکردن اصول نصب می تواند پروژه را با شکست مواجه کند.
مقابله با تداخلات الکترومغناطیسی (EMI)
بزرگترین دشمن شبکه های صنعتی، نویز است. کابل های قدرت که به سمت الکتروموتورها می روند، دارای جریان های هارمونیک شدیدی هستند که میدان های مغناطیسی مزاحم تولید می کنند.
راهکار مهندسی: هرگز کابل های شبکه را در یک داکت یا سینی کابل مشترک با کابل های قدرت (VFD Cables) قرار ندهید. همیشه حداقل ۲۰ الی ۳۰ سانتی متر فاصله فیزیکی بین آن ها حفظ کنید. همچنین در صورت تقاطع، کابل های شبکه و قدرت باید با زاویه ۹۰ درجه از روی هم عبور کنند.
سیستم های ارتینگ و شیلدینگ (Grounding)
اگر کابل شیلددار شبکه به درستی زمین نشود، خود شیلد مانند یک آنتن عمل کرده و نویز محیط را جذب می کند.
راهکار مهندسی: استفاده از سیستم اتصال زمین هم پتانسیل (Equipotential Bonding). شیلد کابل های ارتباطی باید در هر دو سر (سمت درایو و سمت پی ال سی) با بست های فلزی پهن به بدنه تابلو برق که خود به شبکه ارت متصل است، گیره شوند تا جریان های مزاحم به زمین تخلیه گردند.
امنیت سایبری صنعتی (Industrial Cybersecurity)
با اتصال شبکه های اتوماسیون صنعتی به شبکه های IT و اینترنت برای مانیتورینگ از راه دور (IoT)، خطر حملات سایبری به شدت افزایش یافته است. ویروس هایی نظیر استاکس نت نشان دادند که شبکه های صنعتی چقدر می توانند آسیب پذیر باشند.
راهکار مهندسی: استفاده از روترهای صنعتی مجهز به فایروال سخت افزاری، پیاده سازی شبکه های مجازی ایزوله (VLAN)، غیرفعال کردن پورت های استفاده نشده روی سوئیچ ها و تغییر پسوردهای پیش فرض کارخانه تجهیزات.

پرسش های متداول
۱. مدباس (Modbus) چیست و چرا با وجود شبکه های جدید، هنوز پرکاربرد است؟
مدباس یک زبان ارتباطی ساده و استاندارد است که دهه ها پیش اختراع شد. دلیل محبوبیت ابدی آن، پیاده سازی بسیار آسان روی کابل های ارزان قیمت دو رشته ای، عدم نیاز به پرداخت لایسنس، و پشتیبانی تقریباً ۱۰۰ درصدی تمامی برندهای سازنده اینورتر، سنسور و کنترلر دما در سراسر جهان از این پروتکل است.
۲. تفاوت اصلی پروفی باس (Profibus) و پروفی نت (Profinet) در چیست؟
پروفی باس نسل قدیمی تر شبکه های صنعتی است که از کابل های دو رشته بنفش رنگ با کانکتورهای خاص 9 پین استفاده می کند و حداکثر سرعت آن ۱۲ مگابیت بر ثانیه است. پروفی نت نسل جدیدتر است که روی بستر کابل های شبکه اترنت صنعتی (کابل سبز رنگ با سوکت RJ45) سوار می شود و با سرعتی تا ۱ گیگابیت بر ثانیه، امکان انتقال همزمان داده های کنترل حرکت، ویدئو و اینترنت را فراهم می کند.
۳. آیا شبکه های اتوماسیون صنعتی قابل هک شدن هستند؟
بله. اگر شبکه ماشین آلات بدون استفاده از فایروال های سخت افزاری، مستقیماً به مودم های اینترنت متصل شود یا از طریق فلش مموری های آلوده به بدافزار روی پی ال سی ها دانلود انجام گیرد، امکان هک شدن، تغییر الگوریتم های حرکتی و آسیب فیزیکی به دستگاه ها وجود دارد. ایمن سازی شبکه های OT یک تخصص مهندسی است.
۴. چرا از کابل های شبکه معمولی (کابل LAN کامپیوتر) در تابلو برق کارخانه استفاده نمی شود؟
کابل های شبکه اداری (مانند UTP) فاقد روکش های مقاوم، شیلدهای فلزی فویل و بافته شده (Braid) هستند و در برابر مواد شیمیایی، لرزش های دائم ماشین آلات و میدان های مغناطیسی قوی داخل تابلو برق به سرعت تجزیه شده و داده ها را با خطا (Packet Loss) منتقل می کنند. در صنعت باید حتما از کابل های Industrial Ethernet استفاده کرد.
۵. کابل شیلددار چه نقشی در شبکه های ارتباطی صنعتی دارد؟
شیلد یک لایه محافظ فلزی (فویل یا توری بافته شده) است که سیم های مسی انتقال داده را احاطه می کند. این لایه فلزی مانند قفس فارادی عمل کرده و از نفوذ امواج مزاحم رادیویی (RFI) و الکترومغناطیسی کوره های القایی و درایوها به داخل سیم داده جلوگیری می نماید.
۶. در صورت قطع شدن کابل در توپولوژی حلقوی (Ring) چه اتفاقی می افتد؟
در شبکه هایی که از پروتکل های افزونگی (Redundancy) مانند MRP در پروفی نت پشتیبانی می کنند، اگر کابل از یک ناحیه پاره شود یا یک دستگاه بسوزد، سوئیچ مرکزی در زمانی کمتر از ۵۰ میلی ثانیه قطعی را تشخیص داده و داده ها را از مسیر جایگزین (جهت مخالف حلقه) ارسال می کند، لذا خط تولید هرگز متوقف نمی شود.
۷. تفاوت سوئیچ های اترنت صنعتی با سوئیچ های خانگی چیست؟
سوئیچ های صنعتی برای نصب روی ریل تابلو برق طراحی شده اند، بدنه فلزی مقاومی برای دفع حرارت بدون فن دارند، از دو ورودی تغذیه مجزا (برای جلوگیری از خاموشی در صورت سوختن یک منبع تغذیه) بهره می برند و می توانند در دماهای بسیار بالا (تا ۷۵ درجه) بدون اختلال کار کنند.
۸. شبکه اترکت (EtherCAT) بیشتر در چه ماشین آلاتی استفاده می شود؟
این شبکه به دلیل سرعت خیره کننده و همگام سازی (Synchronization) زیر یک میکروثانیه، برای ماشین آلاتی که دارای چندین محور حرکتی بسیار دقیق هستند استفاده می شود. مانند دستگاه های برش لیزر، روبات های ۶ محوره جوشکاری، و ماشین آلات چاپ بسته بندی که نیازمند دقت صدم میلی متر در هماهنگی موتورها هستند.
۹. آیا می توان دستگاه های قدیمی با سیگنال های آنالوگ را به شبکه های اتوماسیون صنعتی مدرن متصل کرد؟
بله. برای این کار از ماژول های ورودی/خروجی توزیع شده (Remote I/O) استفاده می شود. این ماژول ها در نزدیکی سنسورهای قدیمی نصب شده، سیگنال های آنالوگ 4-20 میلی آمپر را دریافت کرده، آن ها را به دیجیتال تبدیل نموده و از طریق یک کابل شبکه منفرد با پروتکل های مدباس یا پروفی نت به پی ال سی مرکزی ارسال می کنند.
۱۰. آیا پیاده سازی شبکه های صنعتی باعث افزایش هزینه های ساخت ماشین می شود؟
در نگاه اول ممکن است خرید سوئیچ های صنعتی و کابل های مخصوص، هزینه اولیه را بالا ببرد. اما با توجه به حذف صدها متر کابل مسی چند رشته، کوچک شدن ابعاد تابلو برق، کاهش چشمگیر زمان وایرینگ توسط تکنسین ها، و از همه مهم تر کاهش زمان عیب یابی در طول عمر دستگاه، پیاده سازی این شبکه ها بسیار اقتصادی تر از سیستم های سنتی است.
نتیجه گیری و مشاوره مهندسی
به عنوان یک استراتژی کلان در طراحی ماشین آلات مدرن، باید بپذیریم که شبکه های اتوماسیون صنعتی روح حاکم بر کالبد فیزیکی کارخانجات هستند. قدرتمندترین موتورها و هوشمندترین پی ال سی ها، چنانچه نتوانند از طریق پروتکل های مهم در اتوماسیون صنعتی با زبانی استاندارد و مقاوم در برابر نویز با یکدیگر مکالمه کنند، هرگز قادر به خلق بالاترین راندمان تولید نخواهند بود.
انتخاب پروتکل مناسب، طراحی صحیح توپولوژی کابل کشی و رعایت اصول ارتینگ، مهندسی ترین تصمیمی است که یک ماشین ساز می تواند برای جلوگیری از خطاهای ناشناخته و توقف های پرهزینه اتخاذ کند. در این مسیر، اتکا به سخت افزارهای پایدار و دارای پورت های ارتباطی متنوع نظیر پی ال سی های برند سایمون و درایوهای جان سخت برند تکو، کلید رسیدن به یک سیستم بی نقص است.
شرکت مبین نیرو با اتکا به سال ها تخصص عملیاتی و واردات مستقیم از معتبرترین برندهای جهانی، آماده است تا با ارائه مشاوره های تخصصی در زمینه معماری ارتباطات صنعتی و تامین تجهیزات اورجینال با رقابتی ترین قیمت ها، مسیر هوشمندسازی بی دردسر خطوط تولید شما را هموار سازد.
برای دریافت مشاوره رایگان مهندسی شبکه های ارتباطی، طراحی تابلو برق و استعلام قیمت تجهیزات اصلی، همین امروز با تیم تخصصی ما در ارتباط باشید:
آدرس دفتر مرکزی: تهران ، خیابان قائم مقام فراهانی ، کوچه بیستم ، پلاک 7 ، واحد 5
تلفن تماس مستقیم دپارتمان اتوماسیون: 02188842616