Pri industrijski avtomatizaciji ni pomembno le, da so naprave povezane, ampak tudi kako zanesljivo, hitro in predvidljivo komunicirajo. Zato se pri načrtovanju omrežja pogosto pojavi vprašanje: izbrati industrijski Ethernet ali WLAN?
Ethernet je praviloma boljša izbira za stacionarne naprave, stabilno komunikacijo in časovno občutljive procese. WLAN pa je smiseln tam, kjer se naprave premikajo, kjer je polaganje kablov zahtevno ali kjer potrebujemo večjo prilagodljivost sistema.
V številnih industrijskih aplikacijah je najbolj učinkovita kombinacija obeh tehnologij.
Kdaj izbrati industrijski Ethernet?
Pri Ethernetu podatki potujejo po fizičnem mediju, na primer po industrijskem Ethernet oziroma PROFINET kablu ali optičnem vlaknu. Zato je povezava manj odvisna od radijskih motenj, ovir in drugih brezžičnih omrežij.
Ethernet je posebej primeren za povezovanje:
- PLC krmilnikov,
- HMI panelov,
- oddaljenih I/O postaj,
- frekvenčnih pretvornikov in pogonov,
- industrijskih računalnikov,
- naprav za strojni vid.
Njegova glavna prednost ni samo hitrost prenosa, ampak predvsem stabilna in predvidljiva komunikacija. Pri WLAN omrežju si več naprav deli radijski medij, zato lahko na zakasnitev vplivajo zasedenost kanala, motnje in ponovni prenosi paketov.
Če je naprava stacionarna in je komunikacija pomembna za neprekinjeno delovanje procesa, je Ethernet praviloma prva izbira.
Smiseln je tudi v okoljih z veliko kovinskimi konstrukcijami, stroji, elektro omarami ali drugimi WLAN omrežji, kjer je brezžično pokritost težje predvideti.
Kdaj je industrijski WLAN boljša izbira?
WLAN postane zanimiv takrat, ko kabel omejuje gibanje ali bistveno otežuje izvedbo sistema.
Primeren je predvsem za:
- mobilne delovne postaje,
- transportne sisteme,
- servisne naprave,
- mobilne terminale,
- premikajoče se dele strojev,
- začasno priključeno opremo.
Pri takšnih napravah bi moral Ethernet kabel slediti gibanju, kar lahko pomeni dodatne kabelske verige in mehanske obremenitve.
WLAN je uporaben tudi pri nadgradnjah obstoječih proizvodnih obratov. Če bi nova Ethernet povezava zahtevala dolge kabelske trase, preboje, nove kabelske kanale ali poseg v proizvodnjo, lahko brezžična povezava izvedbo precej poenostavi.
Prednost ima tudi pri postavitvah, ki se pogosto spreminjajo. Če se stroji ali delovne postaje premikajo, ni treba vsakič na novo prilagajati komunikacijskih kablov.
Kaj pomeni industrijski WLAN?
Industrijski WLAN ni enak običajni brezžični opremi za domačo ali pisarniško uporabo.
Industrijski WLAN moduli so namenjeni vključevanju v avtomatizacijska omrežja in so lahko prilagojeni zahtevnejšim pogojem delovanja.
Odvisno od modela lahko naprava deluje kot:
- Access Point oziroma dostopna točka,
- Client, ki Ethernet napravo poveže z WLAN omrežjem,
- Bridge, ki brezžično poveže dva dela omrežja,
- Gateway, ki povezuje različne komunikacijske vmesnike.
V ponudbi Elektrospojev so industrijski WLAN moduli proizvajalcev Weidmüller in Delta Electronics, vključno z modeli z Ethernet priključki, zunanjimi antenami in različnimi načini delovanja.
Ethernet ali WLAN: hitra primerjava
Katera izbira je primernejša glede na zahteve aplikacije?
- Stacionaren PLC ali HMI → Ethernet
- Stabilna komunikacija 24/7 → Ethernet
- Časovno občutljiva komunikacija → Ethernet
- Zahtevno radijsko okolje → Ethernet
- Mobilna naprava → WLAN
- Zahtevno polaganje kabla → WLAN
- Začasna ali spremenljiva postavitev → WLAN
- Kombinacija stacionarnih in mobilnih naprav → Ethernet + WLAN
Predlogi so informativni. Pri zahtevnejših aplikacijah je treba upoštevati še komunikacijski protokol, dovoljene zakasnitve, okoljske pogoje in posledice morebitne izgube povezave.
Pri izbiri ne glejmo samo hitrosti prenosa
Nazivna hitrost v Mbit/s ali Gbit/s ni dovolj za odločitev.
Pri industrijskem omrežju so pomembni tudi:
- zakasnitev,
- stabilnost povezave,
- razpoložljivost,
- odpornost proti motnjam,
- prioritizacija prometa,
- redundanca.
Za proizvodni proces je lahko stabilna povezava z nižjo nazivno hitrostjo primernejša od hitrejše povezave z manj predvidljivim delovanjem.
Pred izbiro si je zato smiselno zastaviti štiri vprašanja.
Ali se naprava premika?
Če ne, je Ethernet običajno prvi kandidat. Če kabel ovira gibanje, preverimo WLAN.
Kaj se zgodi ob izgubi komunikacije?
Pri kritičnih procesih je treba poleg komunikacijskega medija pravilno načrtovati tudi topologijo, redundanco, stikala in protokole.
Kakšno je okolje?
Pri WLAN preverimo razdaljo, ovire, radijska omrežja in položaj anten. Pri Ethernetu pa vrsto in dolžino kabla, mehanske obremenitve, EMC pogoje ter konektorje.
Se bo sistem pogosto spreminjal?
Pri pogosto spreminjajočih se postavitvah ima WLAN večjo prednost, pri fiksnih linijah pa je običajno bolj smiselna žična infrastruktura.
Katere komponente potrebujemo?
Za žično industrijsko omrežje lahko potrebujemo:
- industrijska Ethernet stikala,
- Ethernet ali PROFINET kable,
- RJ45 in druge industrijske konektorje,
- optične povezave,
- komunikacijske prehode in usmerjevalnike.
Pri WLAN rešitvi pa preverimo predvsem:
- način delovanja Access Point/Client/Bridge,
- frekvenčno območje,
- antene,
- Ethernet priključke,
- način napajanja,
- možnosti montaže,
- varnostne funkcije,
- zahteve glede roaminga.
Ne pozabimo na kibernetsko varnost
Žično omrežje ni samodejno varno, brezžično pa ni samodejno nevarno.
Pri WLAN je pomembna pravilna uporaba šifriranja in preverjanja pristnosti. Tudi Ethernet omrežje zahteva ustrezno segmentacijo, nadzor dostopa in pravilno upravljanje omrežne opreme.
Ethernet ali WLAN – kaj izbrati?
Za stacionarne naprave in komunikacijsko zahtevne aplikacije je industrijski Ethernet praviloma najbolj smiselna izbira.
Za mobilne naprave, zahtevne kabelske trase in prilagodljive postavitve je industrijski WLAN pogosto bolj praktičen.
V kompleksnejših sistemih pa je pogosto najboljša rešitev kombinacija: Ethernet za omrežno hrbtenico, WLAN tam, kjer mobilnost ali zahtevna kabelska trasa upravičita brezžično povezavo.
Komponente za industrijsko komunikacijo
Pred izbiro najprej določite, ali aplikacija zahteva Ethernet, WLAN ali kombinacijo obeh. Nato lahko izberete ustrezna industrijska Ethernet stikala, WLAN module, PROFINET oziroma Ethernet kable, konektorje in komunikacijske prehode.
V ponudbi Elektrospojev so na voljo tudi industrijski WLAN moduli proizvajalcev Delta Electronics in Weidmüller ter druge komponente za industrijska komunikacijska omrežja.
Preverite ponudbo aktivnih komponent za industrijsko komunikacijo
Pogosta vprašanja
Ali je industrijski Ethernet vedno bolj zanesljiv od WLAN-a?
Pri stacionarnih napravah in časovno občutljivih aplikacijah je Ethernet praviloma bolj predvidljiv, ker ni odvisen od kakovosti radijskega signala. WLAN pa je lahko zelo zanesljiva rešitev, če je omrežje pravilno načrtovano in uporabljeno v primerni aplikaciji.
Ali lahko PROFINET deluje prek WLAN-a?
To je odvisno od konkretne zasnove sistema, naprav in zahtev glede časa komunikacije. Pri aplikacijah z visokimi zahtevami glede realnega časa je treba posebej preveriti, ali brezžična povezava izpolnjuje zahteve procesa.
Kdaj potrebujemo WLAN Access Point in kdaj Client?Access Point ustvari oziroma zagotavlja brezžično omrežje. Client pa omogoči, da se naprava z Ethernet priključkom v to brezžično omrežje poveže.
Ali je WLAN primeren za povezovanje PLC-ja?
Lahko je, vendar je treba upoštevati namen povezave in posledice morebitne izgube komunikacije. Za kritično, neprekinjeno krmiljenje je Ethernet praviloma varnejša izbira, WLAN pa je lahko primeren za servisni dostop, nadzor ali mobilne aplikacije.
Kaj je najpomembnejše pri izbiri industrijskega WLAN modula?
Preveriti je treba predvsem način delovanja, frekvenčno območje, antene, število Ethernet priključkov, napajanje, možnosti montaže, varnostne funkcije in morebitne zahteve glede roaminga.
Ali lahko v istem sistemu uporabljamo Ethernet in WLAN?
Da. To je pogosto najbolj smiselna rešitev. Ethernet se uporabi za stabilno omrežno hrbtenico in stacionarne naprave, WLAN pa za mobilne ali težko dostopne dele sistema.
