කාර්මික ඊතර්නෙට් සහ කාර්මික රැහැන් රහිත සම්බන්ධතා මාර්ගෝපදේශය

කෘතිම බුද්ධිය (AI) සහ ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත පරිගණකකරණය (HPC) නවීන දත්ත මධ්‍යස්ථාන යටිතල පහසුකම් නැවත සකස් කරමින් සිටී. AI ආකෘති පුහුණුව, යන්ත්‍ර ඉගෙනුම් යෙදුම්, උසස් විශ්ලේෂණ සහ HPC පරිසරයන් සඳහා සාම්ප්‍රදායික ව්‍යවසාය වැඩ බරට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස ඉහළ කලාප පළලක්, අඩු ප්‍රමාදයක් සහ වැඩි ජාල විශ්වසනීයත්වයක් අවශ්‍ය වේ.

සංවිධාන ඔවුන්ගේ AI හැකියාවන් අඛණ්ඩව පුළුල් කරන විට, පද්ධති ඒකාබද්ධ කරන්නන් පරිගණක-තීව්‍ර පරිසරයන් සහ සේවාදායක, ගබඩා පද්ධති සහ ජාලකරණ උපකරණ හරහා දැවැන්ත දත්ත චලනය සඳහා සහාය විය හැකි පරිමාණය කළ හැකි යටිතල පහසුකම් සැලසුම් කිරීම සඳහා වැඩිවන පීඩනයකට මුහුණ දෙයි. AI සහ HPC වැඩ බර සඳහා දත්ත මධ්‍යස්ථාන යටිතල පහසුකම් පරිමාණය කිරීම සඳහා ඉහළ ඝනත්ව පරිසරයන්හි ස්ථාවර කාර්ය සාධනය, අනාගත වර්ධනය සහ මෙහෙයුම් කාර්යක්ෂමතාව සහතික කරන විශ්වාසදායක භෞතික සම්බන්ධතා විසඳුම් අවශ්‍ය වේ.

1. ප්‍රධාන කාර්මික රැහැන් රහිත තාක්ෂණයන් මොනවාද?

කාර්මික රැහැන් රහිත යනු තනි තාක්ෂණයක් නොවේ—එය ඉතා වෙනස් භාවිත අවස්ථා සඳහා නිර්මාණය කර ඇති ප්‍රොටෝකෝල එකතුවකි. වැරදි එකක් තෝරා ගැනීම මිල අධික විය හැකිය.

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

පාලිත RF පරිසරයක් තුළ ජංගම වත්කම් සඳහා ඉහළ ප්‍රතිදානයක් අවශ්‍ය වන විට Wi-Fi 6 කදිම විසඳුමකි. AGV, ජංගම HMI සහ යන්ත්‍ර දර්ශන පද්ධති ක්‍රියාත්මක වන නවීන මෝටර් රථ එකලස් කිරීමේ කම්හල් සාමාන්‍යයෙන් ප්‍රවේශමෙන් සැලසුම් කළ ප්‍රවේශ ස්ථාන ස්ථානගත කිරීමක් සමඟ 5 GHz කලාපයේ Wi-Fi 6 යොදවයි.

ජාල භාරය සහ ප්‍රවේශ ස්ථාන වලට ඇති සමීපත්වය අනුව ප්‍රමාදය සාමාන්‍යයෙන් 2–20 ms දක්වා පරාසයක පවතී. මෙය බොහෝ සැපයුම් සහ අධීක්ෂණ යෙදුම් සඳහා සුදුසු නමුත් සාමාන්‍යයෙන් චලන පාලනය සඳහා ප්‍රමාණවත් නොවේ.

කාර්මික පරිසරවල සාපේක්ෂව තදබදයෙන් තොර 6 GHz කලාපය හඳුන්වා දීමෙන් Wi-Fi 6E ලබා ගත හැකි වර්ණාවලිය පුළුල් කරයි. ජනාකීර්ණ 2.4 GHz සහ 5 GHz සංඛ්‍යාත සමඟ පොරබදමින් සිටින පහසුකම් සඳහා, Wi-Fi 6E සඳහා කරන අමතර ආයෝජනය බොහෝ විට වටී.

2. ලෝරාවන්

LoRaWAN දිගු දුර, අඩු දත්ත අනුපාත, බැටරි බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන සංවේදක ජාල සඳහා නිර්මාණය කර ඇත. එය Wi-Fi සඳහා ආදේශකයක් නොවේ - එය සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් යෙදුම් අවකාශයක් ආමන්ත්‍රණය කරයි.

සාමාන්‍ය භාවිත අවස්ථා අතරට:

• නල මාර්ග කාන්දු හඳුනාගැනීම
• විශාල කාර්මික ස්ථාන හරහා ටැංකි මට්ටම් නිරීක්ෂණය කිරීම
• දුරස්ථ වත්කම් සඳහා තත්ත්වය නිරීක්ෂණය කිරීම
• කෘෂිකාර්මික සහ උපයෝගිතා සංවේදන යෙදුම්

දත්ත අනුපාත ආසන්න වශයෙන් 50 kbps දක්වා සීමා වුවද, තනි ද්වාරයකට කිලෝමීටර කිහිපයක් හරහා ආවරණය සැපයිය හැකි අතර, බැටරි බලයෙන් ක්‍රියාත්මක වන නෝඩ් වලට ප්‍රතිස්ථාපනයකින් තොරව වසර ගණනාවක් ක්‍රියා කළ හැකිය.

3. ISA100.11a සහ WirelessHART

ISA100.11a සහ WirelessHART යනු තෙල් හා ගෑස්, රසායනික ද්‍රව්‍ය සහ ජල පිරිපහදු කිරීම වැනි ක්‍රියාවලි කර්මාන්තවල ප්‍රමුඛතම රැහැන් රහිත ප්‍රමිතීන් වේ.

දෙකම 2.4 GHz ISM කලාපයේ ක්‍රියාත්මක වන අතර ඇඟිලි ගැසීම් වලට ප්‍රතිරෝධය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා සංඛ්‍යාත-පිම්බෙන පැතිරීමේ වර්ණාවලි තාක්ෂණය භාවිතා කරයි.

WirelessHART මඟින් පවතින රැහැන්ගත HART ස්ථාපනයන් සමඟ පසුගාමී අනුකූලතාවයක් ලබා දෙන අතර, දැනටමත් HART-සක්‍රීය ක්ෂේත්‍ර උපාංග භාවිතා කරන පහසුකම් සඳහා සංක්‍රමණය පහසු කරයි.

ISA100.11a වැඩි නම්‍යශීලී බවක් සහ ක්‍රියාකාරීත්වයක් සපයන නමුත් සාමාන්‍යයෙන් වැඩි වින්‍යාස උත්සාහයක් අවශ්‍ය වේ.

මෙම තාක්ෂණයන් දෙකම මෙහෙවර-තීරණාත්මක කාර්මික සහ ආරක්ෂාවට අදාළ පරිසරයන් සඳහා විශේෂයෙන් නිර්මාණය කර ඇත.

2. කාර්මික ඊතර්නෙට් සම්මත ඊතර්නෙට් වලින් වෙනස් වන්නේ කෙසේද?

කාර්මික ඊතර්නෙට් කාර්යාල ජාල මෙන් එකම IEEE 802.3 භෞතික ස්ථරය භාවිතා කරයි, එම ඊතර්නෙට් කේබල් කිරීමේ මූලධර්ම, TCP/IP ප්‍රොටෝකෝල සහ බොහෝ විට RJ45 අතුරුමුහුණත් ද ඇතුළුව.

කෙසේ වෙතත්, සම්මත කාර්යාල ඊතර්නෙට් වලට සහතික කළ නොහැකි තීරණාත්මක හැකියාවන් තුනක් කාර්මික ඊතර්නෙට් එකතු කරයි:

• නියතිවාදී සන්නිවේදනය
• රළු දෘඩාංග
• කාර්මික ස්වයංක්‍රීයකරණ ප්‍රොටෝකෝල දිගු කිරීම්

තීරණාත්මකවාදය ප්‍රධාන අවකලනයයි.

පාලක පද්ධතියක් සර්වෝ ධාවකයකට නිශ්චිත මොහොතක චලනය වීමට උපදෙස් දෙන විට, අනපේක්ෂිත මිලි තත්පර කිහිපයක ප්‍රමාදයන් පවා පිළිගත නොහැකිය. කාර්මික ඊතර්නෙට් ප්‍රොටෝකෝල IEEE 1588 නිරවද්‍යතා කාල ප්‍රොටෝකෝලය (PTP), ප්‍රමුඛතාගත රථවාහන කාලසටහන්ගත කිරීම සහ කැපවූ සන්නිවේදන චක්‍ර වැනි තාක්ෂණයන් හරහා මෙම අභියෝගයට මුහුණ දෙයි.

1. ප්‍රොෆිනෙට්

Siemens විසින් සංවර්ධනය කරන ලද සහ PI (PROFIBUS & PROFINET International) විසින් නඩත්තු කරන ලද PROFINET යනු යුරෝපීය නිෂ්පාදන අංශ හරහා ප්‍රමුඛතම කාර්මික ඊතර්නෙට් ප්‍රමිතියයි.

PROFINET IRT (සමකාලීන රියල් ටයිම්) සහාය දක්වයි:

• චක්‍රීය වේලාවන් 1 ms ට අඩුය
• 1 μs ට අඩු කම්පනය

මෙම හැකියාවන් නිසා එය ඉතා සමමුහුර්ත ස්වයංක්‍රීයකරණ පද්ධති සඳහා සුදුසු වේ.

2. ඊතර්නෙට්/අයිපී

ODVA විසින් කළමනාකරණය කරනු ලබන EtherNet/IP යනු උතුරු ඇමරිකානු විවික්ත නිෂ්පාදන පරිසරයන්හි වඩාත් කැමති කාර්මික ඊතර්නෙට් ප්‍රොටෝකෝලය වන අතර එය රොක්වෙල් ඔටෝමේෂන් (ඇලන්-බ්‍රැඩ්ලි) පද්ධතිවල බහුලව භාවිතා වේ.

EtherNet/IP, සම්මත TCP/UDP/IP ජාල හරහා පොදු කාර්මික ප්‍රොටෝකෝලය (CIP) ක්‍රියාත්මක කරන අතර, විශේෂිත ඊතර්නෙට් ස්විචයන් අවශ්‍ය නොවී පවතින IT යටිතල පහසුකම් සමඟ බාධාවකින් තොරව ඒකාබද්ධ වීමට ඉඩ සලසයි.

3. ඊතර්කැට්

Beckhoff විසින් වැඩි දියුණු කරන ලද EtherCAT, අද වන විට පවතින වේගවත්ම කාර්මික ඊතර්නෙට් ප්‍රොටෝකෝල වලින් එකකි.

ප්‍රධාන කාර්ය සාධන ලක්ෂණ අතර:

• චක්‍රීය වේලාවන් 100 μs ට අඩුය
• අතිශයින්ම නිරවද්‍ය සමමුහුර්තකරණය
• එක් එක් නෝඩය හරහා කාර්යක්ෂම රාමු සැකසීම

ඊතර්නෙට් රාමු ලබා ගැනීම සහ නැවත සම්ප්‍රේෂණය කිරීම වෙනුවට, ඊතර්කැට් උපාංග රාමු ඒවා හරහා ගමන් කරන විට තථ්‍ය කාලය තුළ දත්ත සකසයි.

මෙය EtherCAT විශේෂයෙන් සුදුසු වන්නේ:

• බහු-අක්ෂ චලන පාලනය
• රොබෝ විද්‍යාව තෝරා ගැනීම සහ ස්ථානගත කිරීම
• ස්වයංක්‍රීය පරීක්ෂණ පද්ධති
• අධිවේගී නිෂ්පාදන උපකරණ

ආරක්ෂිත කාර්මික ඊතර්නෙට් කේබල් එකලස් කිරීම්, M12 කාර්මික ඊතර්නෙට් සම්බන්ධක සහ කාර්මික PoE ස්විච ඇතුළුව ආධාරක දෘඩාංග පරිසර පද්ධතිය, අධික උෂ්ණත්වයන්, කම්පනය සහ ඉල්ලුමක් ඇති ඇතුල්වීමේ ආරක්ෂණ අවශ්‍යතාවලට ඔරොත්තු දීම සඳහා නිර්මාණය කර ඇත.

3. ඉක්මන් ප්‍රශ්නෝත්තර

Q1: කාර්මික ඊතර්නෙට් යනු කුමක්ද, එය සම්මත ඊතර්නෙට් වලින් වෙනස් වන්නේ කෙසේද?

කාර්මික ඊතර්නෙට් වාණිජ ඊතර්නෙට් හා සමාන IEEE 802.3 භෞතික ප්‍රමිතීන් භාවිතා කරයි, නමුත් ඒවා PROFINET, EtherNet/IP, සහ EtherCAT වැනි නිර්ණායක සන්නිවේදන ප්‍රොටෝකෝල සමඟින්, ශක්තිමත් සම්බන්ධක, පුළුල් උෂ්ණත්ව ශ්‍රේණිගත කිරීම් සහ ඉහළ ඇතුල්වීමේ ආරක්ෂණ මට්ටම් සමඟින් දීර්ඝ කරයි.

වඩාත්ම වැදගත් වෙනස වන්නේ සහතික කළ කාල නියමයයි. කාර්මික ඊතර්නෙට් වලට ක්ෂුද්‍ර තත්පර මට්ටමේ කම්පනය සමඟ මිලි තත්පරයට වඩා අඩු චක්‍ර කාලයන් ලබා ගත හැකි අතර, සාම්ප්‍රදායික ඊතර්නෙට් වලට විශ්වාසදායක ලෙස සැපයිය නොහැකි තරම්ය.

Q2: කාර්මික රැහැන් රහිතව චලන පාලනය සඳහා කාර්මික ඊතර්නෙට් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකිද?

තවමත් දෘඪ තත්‍ය කාලීන චලන පාලන යෙදුම් සඳහා නොවේ.

URLLC වින්‍යාසයන් සහිත පුද්ගලික 5G යෙදවීම් ඇතුළුව වඩාත්ම දියුණු රැහැන් රහිත විකල්පවලට මිලි තත්පර 1 ත් 5 ත් අතර ප්‍රමාදයක් ලබා ගත හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ආරක්ෂිත-තීරණාත්මක චලන පාලනය සඳහා සහතික කළ ක්‍රියාත්මක කිරීම් තවමත් සීමිතය.

රැහැන් රහිත තාක්ෂණයන් සුදුසු වන්නේ:

• වාහක I/O
• අධීක්ෂණ පද්ධති
• ආරක්ෂිත නොවන තීරණාත්මක ස්වයංක්‍රීයකරණය

සමමුහුර්ත සර්වෝ පාලනය සඳහා, රැහැන්ගත කාර්මික ඊතර්නෙට් වඩාත් කැමති විසඳුම ලෙස පවතී.

Q3: විශාලතම ආවරණය සපයන කාර්මික රැහැන් රහිත තාක්ෂණය කුමක්ද?

LoRaWAN පුළුල්ම ආවරණ පරාසයක් ලබා දෙයි.

සාමාන්‍ය කාර්ය සාධනයට ඇතුළත් වන්නේ:

• විවෘත එළිමහන් පරිසරවල කිලෝමීටර 15 කට වඩා
• බාධක සහිත කාර්මික පහසුකම්වල ආසන්න වශයෙන් 2–5 km

මෙය LoRaWAN වඩාත් සුදුසු වන්නේ:

• නල මාර්ග නිරීක්ෂණය
• උපයෝගිතා මිනුම්කරණය
• කෘෂිකාර්මික සංවේදනය
• මහා පරිමාණ කාර්මික අධීක්ෂණය

ISA100.11a සහ WirelessHART, නෝඩ්-ටු-නෝඩ් සන්නිවේදනය හරහා ආවරණය පුළුල් කරන දැල් ජාලකරණ ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය භාවිතා කරයි, සාමාන්‍යයෙන් හොප් එකකට ආසන්න වශයෙන් මීටර් 300ක් ලබා ගනී.

ප්‍රශ්නය 4: දෙමුහුන් රැහැන් සහිත සහ රැහැන් රහිත ජාල සුරක්ෂිත කිරීම වඩා දුෂ්කරද?

ඒවාට අමතර අවධානයක් අවශ්‍ය වේ, නමුත් අනිවාර්යයෙන්ම වැඩි පිරිවැයක් අවශ්‍ය නොවේ.

හොඳම භාවිතයන් අතර:

• රැහැන් රහිත කොටස් විශ්වාස නොකළ ජාල ලෙස සැලකීම
• VLAN ඛණ්ඩනය
• WPA3-ව්‍යවසාය සත්‍යාපනය
• ව්‍යාජ ප්‍රවේශ ස්ථාන හඳුනාගැනීම

බොහෝ නවීන කාර්මික ස්විචයන් මෙම ආරක්ෂක හැකියාවන්ට දේශීයව සහාය දක්වයි, හොඳින් සැලසුම් කරන ලද යෙදවුම් වලදී වෙනම ආරක්ෂක උපකරණ සඳහා ඇති අවශ්‍යතාවය ඉවත් කරයි.

Q5: සම්බන්ධතා තාක්ෂණයක් තෝරාගැනීමේදී මුලින්ම ඇගයීමට ලක් කළ යුත්තේ කුමක්ද?

ක්‍රියාත්මක වන අතරතුර වත්කම චලනය වේද යන්න විමසීමෙන් ආරම්භ කරන්න.

• සංචලනය අවශ්‍ය නම්, රැහැන් රහිත සම්බන්ධතාවය නිසැකවම විසඳුමේ කොටසක් වනු ඇත.
• සංචලනය අවශ්‍ය නොවේ නම්, යෙදුමට මිලි තත්පර 5 ට අඩු නිශ්චිත කාලයක් අවශ්‍ය දැයි තීරණය කරන්න.

එය එසේ නම්, කාර්මික ඊතර්නෙට් සාමාන්‍යයෙන් ආරක්ෂිතම තේරීම වේ.

පරාසය, කලාප පළල සහ පිරිවැය ඇතුළුව අනෙකුත් සියලු සලකා බැලීම් මෙම මූලික ප්‍රශ්න දෙකට ද්විතියික වේ.

නිගමනය

මෘදුකාරකයඉල්ලුමක් ඇති කාර්මික පරිසරයන් සඳහා නිර්මාණය කර ඇති රළු සම්බන්ධතා විසඳුම් හරහා කාර්මික අන්තර්ජාල දේවල් (IIoT) යටිතල පහසුකම් සඳහා සහය දක්වයි. කාර්මික ඊතර්නෙට් සංරචක සහ ශක්තිමත් කරන ලද ෆයිබර්-ඔප්ටික් කේබල් සිට දාර ජාලකරණ සහාය දක්වා, කාර්මික පද්ධතිවල දිගුකාලීන ස්ථාවරත්වය, කාර්ය සාධනය සහ පරිමාණය සහතික කරන විශ්වාසදායක භෞතික ස්ථර ජාල ගොඩනැගීමට Softel ආයතනවලට උපකාර කරයි.