Menambahkan Ethernet untuk I/O:Pro, Kontra, dan Hal Penting yang Perlu Diketahui untuk Desain Otomasi Industri

Input/output industri (I/ O) perangkat membentuk sistem saraf pusat dari banyak mesin modern dan, dengan perluasan, pabrik industri. Dalam sepuluh tahun terakhir, penggunaan Ethernet sebagai lapisan fisik telah menjadi salah satu kemajuan terpenting dalam desain otomasi industri untuk perangkat I/O fieldbus.

Modern EtherNet/IP (Ethernet Industrial Protocol) menggabungkan Ethernet tradisional dengan protokol lapisan aplikasi industri yang ditargetkan untuk otomasi industri. Itu dibuat untuk mengatasi kekurangan IEEE tradisional, yang memiliki dua masalah utama:

IEEE tradisional tidak cocok untuk menangani semua proses kompleks dan berat data yang terlibat dalam otomatisasi modern. Ini menggunakan berbagai standar yang dapat membuat pemeliharaan I/O dan menggunakan tantangan
Di masa lalu, organisasi fieldbus membuat standar mereka sendiri untuk konektor, protokol, dan tumpukan. Sekarang, lapisan fisik dapat ditangani oleh organisasi standar internasional berbasis luas yang menetapkan standar Ethernet untuk lingkungan industri, kantor, dan konsumen.

Menghubungkan perangkat I/O melalui Ethernet untuk mengontrolnya dari jarak jauh mengumpulkan dan mengurai data dan memantau status telah memungkinkan banyak pabrik meningkatkan keandalan, konsistensi, dan efisiensi. Dan I/O Ethernet dapat memainkan peran penting bagi pabrik yang ingin meningkatkan jalur dan proses otomatisasi mereka ke depan.

Tetapi seperti teknologi apa pun, ada pro dan kontra untuk menambahkan Ethernet ke dalam lingkungan desain otomasi industri. Untuk membantu Anda membuat keputusan yang tepat saat Anda berusaha meningkatkan produksi, kami telah menguraikan poin utama untuk I/O Ethernet di bawah ini:

Pro
Kontra
Ethernet vs. Opsi Lain
Praktik Terbaik

KELEBIHAN Ethernet untuk I/O

Jaringan I/O, menggunakan Ethernet, telah memberikan peningkatan kinerja yang lebih baik, topologi fleksibel dan konfigurasi yang lebih sederhana serta berbagai keuntungan lainnya.

Pemrosesan Lebih Cepat – Ethernet I/O memungkinkan untuk menjalankan pembaruan waktu nyata dalam waktu kurang dari satu milidetik. Kecepatan pemrosesan yang lebih tinggi menciptakan efisiensi dalam pengumpulan dan analisis data, elemen penting untuk otomasi industri yang membutuhkan banyak data.
Protokol komunikasi terbuka standar untuk desain otomasi industri – Ethernet digunakan dalam kombinasi dengan open-source, protokol standar, seperti EtherCAT, Profinet, EtherNet/IP, Powerlink dan lain-lain. Dan semuanya dapat dengan mudah berinteraksi dengan banyak perangkat, seperti drive, encoder, dan kontrol industri di jaringan I/O. Karena fieldbus menjadi lebih terbuka dan bergantung pada teknologi fisik yang dikenal seperti Ethernet, kecepatan pembaruan jaringan I/O telah meningkat ke titik di mana mereka dapat mengimbangi kejadian waktu nyata dalam sistem kontrol.
Lebih Sedikit Tembaga — Biaya Lebih Rendah – Jaringan IEEE sebelumnya membutuhkan sejumlah besar kabel tembaga untuk perangkat industri. Tetapi hari ini, menghubungkan perangkat I/O ke pengontrol hanya memerlukan koneksi jaringan I/O, daya kontrol, dan, dalam kasus perangkat berenergi tinggi, daya tiga fase. Ini menghilangkan loop tanah dan kekacauan kawat tembaga. Sebagai gantinya, satu kabel standar menghubungkan pengontrol ke sistem operasi industri, yang dapat ditempatkan jauh dari pengontrolnya dan didistribusikan.
Perlindungan dari Keusangan Platform – Karena Ethernet tersedia untuk hampir semua platform perangkat keras yang ada, Ethernet tidak terikat pada satu pabrikan atau bahkan kelas peralatan mana pun. Ini akan terus berfungsi di masa mendatang, memberikan investasi yang terbukti di masa depan dalam konektivitas, yang juga memiliki manfaat untuk meningkatkan keamanan jangka panjang.
Keandalan – Ethernet I/O bekerja dengan andal di lingkungan yang keras, seperti di pembangkit listrik tenaga surya, kilang minyak &gas, kereta api, pembangkit listrik tenaga angin, dan bahkan fasilitas kelautan. Kemungkinan besar, desain otomasi industri menggunakan Ethernet I/O akan memenuhi kebutuhan lingkungan produksi Anda yang menuntut.
Standar umum yang tersertifikasi dan dukungan vendor yang luas – Industrial Ethernet menggunakan protokol transport dan kontrol dari Ethernet tradisional dan akses media serta teknologi sinyal yang ditemukan di kartu antarmuka Ethernet yang tersedia. Ini adalah standar yang kuat dan dapat disertifikasi yang memungkinkan fleksibilitas tinggi dalam penggunaan peralatan sambil memastikan perangkat disertifikasi, diuji, dan disetujui oleh lab uji EtherNet/IP untuk memastikan kualitas dan konsistensinya. Inti dari EtherNet/IP adalah Control and Information Protocol (CIP) yang digunakan di ControlNet, DeviceNet, dan CompoNet. Standar ini mengatur perangkat jaringan sebagai kumpulan objek, mendefinisikan akses, perilaku objek, dan ekstensi. Ini memberikan akses ke sejumlah besar perangkat menggunakan mekanisme umum, dan karena ini adalah standar yang digunakan secara luas, — setiap industri menggunakan Ethernet — ada dukungan vendor yang luas untuk hampir semua jenis perangkat I/O.
Penyiapan Sederhana dan Cepat – Ethernet memberikan lebih banyak pilihan kepada produsen, apakah itu keamanan, fieldbus, lebih sedikit pemrograman, atau server web. Hal ini memungkinkan tanaman untuk berpindah antar protokol atau mengimplementasikan fieldbus untuk pertama kalinya dengan cara plug-in yang sederhana. Banyak produk yang mengonfigurasi sendiri, karena mereka secara otomatis mengenali protokol master.
Manfaat Lain – Beberapa manfaat kecil tambahan dari desain otomasi industri dengan Ethernet untuk I/O meliputi: Interkoneksi tunggal (atau berpasangan untuk ketersediaan tinggi) untuk I/O jaringan dan penyimpanan; Pengurangan daya, pendinginan yang lebih efisien dan penggunaan ruang lantai serta lingkungan pabrik yang lebih berkelanjutan; Peningkatan kinerja server, memaksimalkan slot PCI dan mezzanine; Penskalaan kapasitas I/O yang lebih baik untuk menangani kebutuhan aplikasi berperforma tinggi dan berkelompok.

Kontra menambahkan Ethernet untuk I/O

Sekarang setelah kita membahas secara ekstensif manfaat Ethernet I/O, kita akan membahas beberapa kelemahan terbesar:

Batasan Bandwidth – Ethernet I/O memiliki bandwidth terbatas. Banyak PLC hanya dapat memindahkan ukuran paket sekitar 500 byte, yang terkadang dapat menjadi rintangan yang signifikan, berpotensi memperlambat operasi.
Pemrosesan Dimakan oleh Lapisan TCP/IP – EtherNet/IP adalah protokol lapisan aplikasi yang ditransfer di dalam Paket TCP/IP. Itu berarti bandwidth prosesor yang signifikan digunakan untuk pemrosesan lapisan TCP/IP, sekali lagi memperlambat kinerja.
Tanpa Pemodelan Informasi – Dengan Ethernet, tidak ada pemodelan informasi yang benar. Anda dapat membuat objek dengan atribut tetapi tidak dapat menautkan objek bersama ke dalam hierarki apa pun. Hal ini dapat menciptakan beberapa tantangan dalam penerapan desain otomasi industri di dunia nyata.
Variasi Peralatan – Ada fungsionalitas terbatas pada Ethernet dengan pengontrol tertentu, jadi Anda tetap harus berhati-hati dalam memilih peralatan terbaik.
Dikuasai – Dalam banyak kasus, Ethernet paling baik digunakan untuk aplikasi kontrol diskrit. Ini dapat bekerja dalam kontrol proses, skenario tetapi bisa menjadi solusi yang terlalu bertenaga yang tidak perlu menghabiskan terlalu banyak anggaran. Dalam beberapa kasus, ada solusi yang lebih praktis dan lebih murah.
Diagnostik – Diagnostik umum tidak ada di semua perangkat Ethernet. Setiap perangkat mungkin perlu memiliki diagnostik khusus yang dirancang dan diterapkan, yang dapat memakan waktu yang signifikan.

Perbandingan Ethernet dengan Teknologi Lain

Atribut	Strategi I/O
Atribut	Tuan rumah-penduduk	RS-232	RS-485/422	Ethernet
Toleransi Putaran Tanah	Kasihan	Adil	Adil	Luar Biasa
Lapisan Protokol ISO Standar	Tidak ada	Lapisan 1	Lapisan 1	Lapisan 1-3
Kecepatan Data Komunikasi	Luar Biasa	115 Kbps	10 Mbps	10-1000 Mbps
Harapan Hidup Platform	Kasihan	Bagus	Bagus	Bagus
Dapat diperluas	Kasihan	Kasihan	Adil	Luar Biasa
Konektor Standar	Tidak ada	DB9 atau DB25	Tidak ada	RJ-45
Kongesti Kabel Komputer Host	Kasihan	Adil	Bagus	Bagus
Jarak Sistem Host-ke-I/O	Kasihan	Adil	Luar Biasa	Luar Biasa

Hal Penting untuk Diketahui

Saat beralih ke Ethernet I/O, sangat penting untuk menilai berbagai fitur untuk mendapatkan jenis Ethernet yang tepat. Pertimbangkan arsitektur Ethernet IOS berikut:

Sistem Ethernet Per Modul
Sistem Pembawa Modul
Sistem Gugus Bintang

Fitur Penting

Selain arsitekturnya, setiap Ethernet IOS memiliki fitur fungsional penting yang harus dievaluasi. Setiap IOS industri harus menyediakan beberapa tingkat dukungan untuk fungsi umum berikut:

Pemantauan daya
Distribusi daya
Dukungan interlock
Perlindungan Lingkungan

Kami dapat membantu

Pilihan protokol Ethernet tergantung pada banyak faktor. Tetapi sebagian besar waktu, PLC yang digunakan di fasilitas Anda dan permintaan pelanggan Anda akan mendorong keputusan Anda. Jika Anda menggunakan Siemens, Profibus DP atau ProfiNet IO mungkin merupakan opsi terbaik Anda. Jika Anda menggunakan Rockwell ControlLogix atau CompactLogix, EtherNet/IP atau DeviceNet adalah pilihan terbaik Anda. Persyaratan aplikasi Anda dan infrastruktur saat ini akan mendorong pengambilan keputusan.

Di EPIC, kami memiliki keahlian mendalam di berbagai sistem dan teknologi, dan kami telah membantu pabrik di seluruh dunia. Jika Anda memerlukan bantuan ahli dalam memilih teknologi terbaik untuk desain otomasi industri pabrik Anda, kami dapat membantu.

Hubungi kami di sini atau hubungi nomor 314-714-1580 untuk mendapatkan bantuan.

Sumber Daya Hebat Lainnya