தொழில்துறை ஈதர்நெட் மற்றும் தொழில்துறை வயர்லெஸ் இணைப்பு வழிகாட்டி

செயற்கை நுண்ணறிவு (AI) மற்றும் உயர் செயல்திறன் கணினி (HPC) ஆகியவை நவீன தரவு மைய உள்கட்டமைப்பை மறுவடிவமைத்து வருகின்றன. AI மாதிரிப் பயிற்சி, இயந்திர கற்றல் பயன்பாடுகள், மேம்பட்ட பகுப்பாய்வு மற்றும் HPC சூழல்களுக்கு, பாரம்பரிய நிறுவனப் பணிச்சுமைகளைக் காட்டிலும் கணிசமாக அதிக அலைவரிசை, குறைந்த தாமதம் மற்றும் மேம்பட்ட பிணைய நம்பகத்தன்மை தேவைப்படுகின்றன.

நிறுவனங்கள் தங்களின் செயற்கை நுண்ணறிவுத் திறன்களைத் தொடர்ந்து விரிவுபடுத்தி வருவதால், கணினிச் செயலாக்கம் மிகுந்த சூழல்களையும், சர்வர்கள், சேமிப்பக அமைப்புகள் மற்றும் வலையமைப்பு உபகரணங்கள் முழுவதும் நடைபெறும் பெருமளவிலான தரவுப் பரிமாற்றத்தையும் ஆதரிக்கக்கூடிய, விரிவாக்கத்தக்க உள்கட்டமைப்புகளை வடிவமைப்பதற்கான அழுத்தம் சிஸ்டம் இன்டகிரேட்டர்கள் மீது அதிகரித்து வருகிறது. செயற்கை நுண்ணறிவு மற்றும் உயர் செயல்திறன் கணினிப் பணிச்சுமைகளுக்காகத் தரவு மைய உள்கட்டமைப்பை விரிவாக்குவதற்கு, அதிக அடர்த்தி கொண்ட சூழல்களில் சீரான செயல்திறன், எதிர்கால வளர்ச்சி மற்றும் செயல்பாட்டுத் திறனை உறுதிசெய்யும் நம்பகமான பௌதீக இணைப்புத் தீர்வுகள் தேவைப்படுகின்றன.

1. முக்கிய தொழில்துறை கம்பியில்லா தொழில்நுட்பங்கள் யாவை?

தொழில்துறை கம்பியில்லாத் தொடர்பு என்பது ஒரே தொழில்நுட்பம் அல்ல—அது மிகவும் மாறுபட்ட பயன்பாட்டுச் சூழல்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட நெறிமுறைகளின் தொகுப்பாகும். தவறான ஒன்றைத் தேர்ந்தெடுப்பது பெரும் இழப்பை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

1. Wi-Fi 6 மற்றும் Wi-Fi 6E (IEEE 802.11ax)

கட்டுப்படுத்தப்பட்ட RF சூழலில் நகரும் சாதனங்களுக்கு அதிக செயல்திறன் தேவைப்படும்போது, ​​Wi-Fi 6 ஒரு சிறந்த தீர்வாகும். AGV-கள், மொபைல் HMI-கள் மற்றும் இயந்திரப் பார்வை அமைப்புகளை இயக்கும் நவீன வாகன உற்பத்தி ஆலைகள், கவனமாகத் திட்டமிடப்பட்ட அணுகல் புள்ளி அமைவிடத்துடன், 5 GHz அலைவரிசையில் Wi-Fi 6-ஐப் பொதுவாகப் பயன்படுத்துகின்றன.

பிணையச் சுமை மற்றும் அணுகல் புள்ளிகளுக்கான அருகாமையைப் பொறுத்து, தாமத நேரம் பொதுவாக 2 முதல் 20 மில்லி வினாடிகள் வரை இருக்கும். இது பெரும்பாலான தளவாட மற்றும் கண்காணிப்புப் பயன்பாடுகளுக்குப் பொருத்தமானது, ஆனால் பொதுவாக இயக்கக் கட்டுப்பாட்டிற்குப் போதுமானதாக இல்லை.

Wi-Fi 6E, தொழில்துறைச் சூழல்களில் ஒப்பீட்டளவில் நெரிசல் இல்லாத 6 GHz அலைவரிசைப் பட்டையை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம், கிடைக்கக்கூடிய அலைவரிசை அளவை விரிவுபடுத்துகிறது. நெரிசல் மிகுந்த 2.4 GHz மற்றும் 5 GHz அதிர்வெண்களால் சிரமப்படும் நிறுவனங்களுக்கு, Wi-Fi 6E-இல் செய்யப்படும் கூடுதல் முதலீடு பெரும்பாலும் பயனுள்ளதாக அமைகிறது.

2. லோராவான்

லோராவான் (LoRaWAN) என்பது நீண்ட தூர, குறைந்த தரவுப் பரிமாற்ற விகிதம் கொண்ட, மின்கலத்தால் இயங்கும் உணரி வலையமைப்புகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இது வைஃபைக்கு (Wi-Fi) மாற்றானது அல்ல—இது முற்றிலும் வேறுபட்ட ஒரு பயன்பாட்டுத் தளத்தைக் கையாள்கிறது.

வழக்கமான பயன்பாட்டு நேர்வுகளில் அடங்குபவை:

• குழாய் கசிவு கண்டறிதல்
• பெரிய தொழிற்சாலை வளாகங்களில் தொட்டி மட்ட கண்காணிப்பு
• தொலைநிலை சொத்துக்களுக்கான நிலை கண்காணிப்பு
• வேளாண்மை மற்றும் பயன்பாட்டு உணர்தல் பயன்பாடுகள்

தரவு விகிதங்கள் சுமார் 50 kbps ஆகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்டிருந்தாலும், ஒரு ஒற்றை நுழைவாயில் பல கிலோமீட்டர் தொலைவிற்குப் பரவலை வழங்க முடியும், அதே சமயம் மின்கலத்தால் இயங்கும் கணுக்கள் மாற்றீடு செய்யப்படாமல் பல ஆண்டுகள் செயல்பட முடியும்.

3. ISA100.11a மற்றும் WirelessHART

எண்ணெய் மற்றும் எரிவாயு, இரசாயனங்கள், மற்றும் நீர் சுத்திகரிப்பு போன்ற செயல்முறைத் தொழில்களில் ISA100.11a மற்றும் WirelessHART ஆகியவை ஆதிக்கம் செலுத்தும் கம்பியில்லாத் தரநிலைகளாகும்.

இரண்டும் 2.4 GHz ISM அலைவரிசையில் இயங்குவதோடு, குறுக்கீடுகளுக்கு எதிரான எதிர்ப்பை மேம்படுத்த அதிர்வெண்-தாவிச் செல்லும் பரவல் நிறமாலைத் தொழில்நுட்பத்தையும் பயன்படுத்துகின்றன.

WirelessHART, தற்போதுள்ள கம்பிவழி HART நிறுவல்களுடன் பின்னோக்கிய இணக்கத்தன்மையை வழங்குகிறது, இதன்மூலம் ஏற்கனவே HART வசதி கொண்ட களச் சாதனங்களைப் பயன்படுத்தும் நிறுவனங்களுக்கு இடமாற்றத்தை எளிதாக்குகிறது.

ISA100.11a அதிக நெகிழ்வுத்தன்மையையும் செயல்பாட்டையும் வழங்குகிறது, ஆனால் பொதுவாக அதிக உள்ளமைவு முயற்சி தேவைப்படுகிறது.

இந்த இரு தொழில்நுட்பங்களும், மிக முக்கியமான தொழில்துறை மற்றும் பாதுகாப்பு தொடர்பான சூழல்களுக்காகவே பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

2. தொழில்துறை ஈதர்நெட், தரநிலை ஈதர்நெட்டிலிருந்து எவ்வாறு வேறுபடுகிறது?

தொழில்துறை ஈதர்நெட், அலுவலக நெட்வொர்க்குகளைப் போலவே அதே IEEE 802.3 பௌதீக அடுக்கைப் பயன்படுத்துகிறது; இதில் அதே ஈதர்நெட் கேபிளிங் கொள்கைகள், TCP/IP நெறிமுறைகள் மற்றும் பெரும்பாலும் RJ45 இடைமுகங்கள் ஆகியவை அடங்கும்.

இருப்பினும், வழக்கமான அலுவலக ஈதர்நெட்டால் உத்தரவாதம் அளிக்க முடியாத மூன்று முக்கியமான திறன்களை தொழில்துறை ஈதர்நெட் வழங்குகிறது:

• தீர்மானகரமான தொடர்பு
• வலுவூட்டப்பட்ட வன்பொருள்
• தொழில்துறை ஆட்டோமேஷன் நெறிமுறை நீட்டிப்புகள்

நிர்ணயவாதமே முக்கிய வேறுபடுத்தும் காரணியாகும்.

ஒரு கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு, ஒரு செர்வோ டிரைவை ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் நகருமாறு அறிவுறுத்தும் போது, ​​சில மில்லி விநாடிகள் அளவிலான கணிக்க முடியாத தாமதங்கள் கூட ஏற்றுக்கொள்ள முடியாதவை. தொழில்துறை ஈதர்நெட் நெறிமுறைகள், IEEE 1588 துல்லிய நேர நெறிமுறை (PTP), முன்னுரிமை அளிக்கப்பட்ட போக்குவரத்து அட்டவணைப்படுத்தல் மற்றும் பிரத்யேக தகவல் தொடர்பு சுழற்சிகள் போன்ற தொழில்நுட்பங்கள் மூலம் இந்தச் சவாலை எதிர்கொள்கின்றன.

1. புரோஃபிநெட்

சீமென்ஸால் உருவாக்கப்பட்டு, PI (PROFIBUS & PROFINET International) நிறுவனத்தால் பராமரிக்கப்படும் PROFINET, ஐரோப்பிய உற்பத்தித் துறைகள் முழுவதும் ஆதிக்கம் செலுத்தும் தொழில்துறை ஈதர்நெட் தரநிலையாகும்.

புரோஃபைநெட் ஐஆர்டி (ஐசோக்ரோனஸ் ரியல் டைம்) ஆதரிப்பவை:

• 1 மில்லி விநாடிக்கும் குறைவான சுழற்சி நேரங்கள்
• 1 μs க்கும் குறைவான ஜிட்டர்

இந்தத் திறன்கள், இதனை மிகவும் ஒத்திசைக்கப்பட்ட தானியங்கு அமைப்புகளுக்குப் பொருத்தமானதாக ஆக்குகின்றன.

2. ஈதர்நெட்/ஐபி

ODVA-வால் நிர்வகிக்கப்படும் ஈதர்நெட்/IP, வட அமெரிக்காவின் தனித்த உற்பத்திச் சூழல்களில் விரும்பப்படும் தொழில்துறை ஈதர்நெட் நெறிமுறையாகும், மேலும் இது ராக்வெல் ஆட்டோமேஷன் (ஆலன்-பிராட்லி) அமைப்புகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஈதர்நெட்/IP ஆனது, வழக்கமான TCP/UDP/IP வலையமைப்புகளின் மீது பொதுத் தொழில்துறை நெறிமுறையை (CIP) இயக்குகிறது. இது, பிரத்யேக ஈதர்நெட் சுவிட்சுகள் தேவைப்படாமல், ஏற்கனவே உள்ள தகவல் தொழில்நுட்ப உள்கட்டமைப்புடன் தடையற்ற ஒருங்கிணைப்பை அனுமதிக்கிறது.

3. ஈதர்கேட்

பெக்ஹாஃப் நிறுவனத்தால் உருவாக்கப்பட்ட ஈதர்கேட், இன்று கிடைக்கக்கூடிய அதிவேகமான தொழில்துறை ஈதர்நெட் நெறிமுறைகளில் ஒன்றாகும்.

முக்கிய செயல்திறன் பண்புகள் பின்வருமாறு:

• 100 μs க்கும் குறைவான சுழற்சி நேரங்கள்
• மிகவும் துல்லியமான ஒத்திசைவு
• ஒவ்வொரு முனையத்தின் வழியாகவும் திறமையான பிரேம் செயலாக்கம்

ஈதர்நெட் பிரேம்களைப் பெற்று மீண்டும் அனுப்புவதற்குப் பதிலாக, ஈதர்கேட் சாதனங்கள் பிரேம்கள் தங்களைக் கடந்து செல்லும்போதே தரவை நிகழ் நேரத்தில் செயலாக்குகின்றன.

இதனால் EtherCAT பின்வருவனவற்றிற்கு குறிப்பாகப் பொருத்தமானதாக அமைகிறது:

• பல-அச்சு இயக்கக் கட்டுப்பாடு
• பொருட்களை எடுத்து வைக்கும் ரோபோக்கள்
• தானியங்கு சோதனை அமைப்புகள்
• அதிவேக உற்பத்தி உபகரணங்கள்

கவசமிடப்பட்ட தொழில்துறை ஈதர்நெட் கேபிள் தொகுப்புகள், M12 தொழில்துறை ஈதர்நெட் இணைப்பிகள் மற்றும் தொழில்துறை PoE சுவிட்சுகள் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய துணை வன்பொருள் சூழலமைப்பானது, அதீத வெப்பநிலை, அதிர்வு மற்றும் கடுமையான உட்புகல் பாதுகாப்புத் தேவைகளைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

3. விரைவான கேள்வி பதில்

கேள்வி 1: தொழில்துறை ஈதர்நெட் என்றால் என்ன, அது வழக்கமான ஈதர்நெட்டிலிருந்து எவ்வாறு வேறுபடுகிறது?

தொழில்துறை ஈதர்நெட், வணிக ஈதர்நெட்டைப் போலவே அதே IEEE 802.3 இயற்பியல் தரநிலைகளைப் பயன்படுத்துகிறது, ஆனால் அவற்றை PROFINET, EtherNet/IP, மற்றும் EtherCAT போன்ற திட்டவட்டமான தகவல் தொடர்பு நெறிமுறைகள், வலுவூட்டப்பட்ட இணைப்பிகள், பரந்த வெப்பநிலை மதிப்பீடுகள் மற்றும் உயர் ஊடுருவல் பாதுகாப்பு நிலைகள் ஆகியவற்றைக் கொண்டு விரிவுபடுத்துகிறது.

மிக முக்கியமான வேறுபாடு உத்தரவாதமளிக்கப்பட்ட நேரமாகும். வழக்கமான ஈதர்நெட்டால் நம்பகத்தன்மையுடன் வழங்க முடியாத, மைக்ரோ வினாடி அளவிலான ஜிட்டருடன் கூடிய, மில்லி வினாடிக்கும் குறைவான சுழற்சி நேரங்களை தொழில்துறை ஈதர்நெட்டால் அடைய முடியும்.

கேள்வி 2: இயக்கக் கட்டுப்பாட்டிற்கு, தொழில்துறை ஈதர்நெட்டிற்குப் பதிலாக தொழில்துறை கம்பியில்லாத் தொலைபேசியைப் பயன்படுத்த முடியுமா?

கடுமையான நிகழ்நேர இயக்கக் கட்டுப்பாட்டுப் பயன்பாடுகளுக்கு இன்னும் உகந்ததல்ல.

URLLC உள்ளமைவுகளுடன் கூடிய தனியார் 5G வரிசைப்படுத்தல்கள் உள்ளிட்ட மிகவும் மேம்பட்ட கம்பியில்லாத் தீர்வுகள், 1 முதல் 5 மில்லி விநாடிகள் வரையிலான தாமதத்தை அடைய முடியும். இருப்பினும், பாதுகாப்புக்கு அவசியமான இயக்கக் கட்டுப்பாட்டிற்கான சான்றளிக்கப்பட்ட செயலாக்கங்கள் இன்னும் குறைவாகவே உள்ளன.

கம்பியில்லா தொழில்நுட்பங்கள் பின்வருவனவற்றுக்கு ஏற்றவை:

• கன்வேயர் உள்ளீடு/வெளியீடு
• கண்காணிப்பு அமைப்புகள்
• பாதுகாப்புக்கு முக்கியமில்லாத தானியக்கம்

ஒத்திசைக்கப்பட்ட செர்வோ கட்டுப்பாட்டிற்கு, கம்பிவழி தொழில்துறை ஈதர்நெட் விரும்பத்தக்க தீர்வாகத் தொடர்கிறது.

கேள்வி 3: எந்தத் தொழில்துறை கம்பியில்லாத் தொழில்நுட்பம் மிக விரிவான பரப்பளவை வழங்குகிறது?

லோராவான் மிக விரிவான பரப்பு வரம்பை வழங்குகிறது.

வழக்கமான செயல்திறனில் அடங்குபவை:

• திறந்தவெளி சூழல்களில் 15 கி.மீ.க்கும் மேல்
• தடைகள் உள்ள தொழிற்சாலை வளாகங்களில் சுமார் 2–5 கி.மீ.

இது LoRaWAN-ஐ பின்வருவனவற்றிற்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக ஆக்குகிறது:

• குழாய்வழி கண்காணிப்பு
• பயன்பாட்டு அளவீடு
• விவசாய உணர்வு
• பெரிய அளவிலான தொழில்துறை கண்காணிப்பு

ISA100.11a மற்றும் WirelessHART ஆகியவை, கணுக்களுக்கு இடையேயான தொடர்பு மூலம் கவரேஜை விரிவுபடுத்தி, பொதுவாக ஒரு ஹாப்-க்கு சுமார் 300 மீட்டர் தூரத்தை அடையும் மெஷ் நெட்வொர்க்கிங் கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.

கேள்வி 4: கம்பிவழி மற்றும் கம்பியில்லா கலப்பின வலையமைப்புகளைப் பாதுகாப்பது அதிக கடினமானதா?

அவற்றுக்குக் கூடுதல் கவனம் தேவை, ஆனால் அதிக செலவு ஆக வேண்டிய அவசியமில்லை.

சிறந்த நடைமுறைகளில் பின்வருவன அடங்கும்:

• கம்பியில்லாப் பிரிவுகளை நம்பத்தகாத வலையமைப்புகளாகக் கருதுதல்
• VLAN பிரிவு
• WPA3-நிறுவன அங்கீகாரம்
• முறைகேடான அணுகல் புள்ளி கண்டறிதல்

பல நவீன தொழில்துறை சுவிட்சுகள் இந்தப் பாதுகாப்புத் திறன்களை இயல்பாகவே ஆதரிப்பதால், நன்கு வடிவமைக்கப்பட்ட அமைப்புகளில் தனிப் பாதுகாப்புச் சாதனங்களின் தேவை நீக்கப்படுகிறது.

கேள்வி 5: இணைப்புத் தொழில்நுட்பத்தைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது முதலில் எதை மதிப்பீடு செய்ய வேண்டும்?

செயல்பாட்டின் போது அந்தச் சொத்து நகர்கிறதா என்று கேட்பதன் மூலம் தொடங்குங்கள்.

• நகர்வுத்தன்மை தேவைப்பட்டால், கம்பியில்லாத் தொழில்நுட்பம் நிச்சயமாக அந்தத் தீர்வின் ஒரு பகுதியாக இருக்கும்.
• நகர்வுத்தன்மை தேவைப்படாவிட்டால், அந்தப் பயன்பாட்டிற்கு 5 மில்லி விநாடிகளுக்கும் குறைவான திட்டவட்டமான நேரக்கட்டுப்பாடு தேவையா என்பதைத் தீர்மானிக்கவும்.

அப்படி இருந்தால், தொழில்துறை ஈதர்நெட் பொதுவாக மிகவும் பாதுகாப்பான தேர்வாகும்.

வரம்பு, அலைவரிசை மற்றும் செலவு உள்ளிட்ட மற்ற அனைத்துக் கருத்தாய்வுகளும், இந்த இரண்டு அடிப்படைக் கேள்விகளுக்கு இரண்டாம் பட்சமானவையே.

முடிவு

சாஃப்டெல்சவாலான தொழில்துறை சூழல்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட உறுதியான இணைப்புத் தீர்வுகள் மூலம், தொழில்துறை பொருட்களின் இணைய (IIoT) உள்கட்டமைப்பை இது ஆதரிக்கிறது. தொழில்துறை ஈதர்நெட் கூறுகள் மற்றும் வலுவூட்டப்பட்ட ஃபைபர்-ஆப்டிக் கேபிளிங் முதல் எட்ஜ் நெட்வொர்க்கிங் ஆதரவு வரை, தொழில்துறை அமைப்புகளின் நீண்டகால நிலைத்தன்மை, செயல்திறன் மற்றும் விரிவாக்கத் திறனை உறுதிசெய்யும் நம்பகமான பௌதீக-அடுக்கு நெட்வொர்க்குகளை உருவாக்க சாஃப்டெல் நிறுவனங்களுக்கு உதவுகிறது.