Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου και τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων είναι δύο διαφορετικοί τύποι συστημάτων δικτύου, τα οποία έχουν σημαντικές διαφορές στο σχεδιασμό, τη λειτουργία, την εφαρμογή και την απόδοση. Σε αυτό το έγγραφο, θα εισαγάγουμε λεπτομερώς τις διαφορές μεταξύ των δικτύων βιομηχανικού ελέγχου και των συνηθισμένων δικτύων δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων των ορισμών, των χαρακτηριστικών τους, των σεναρίων εφαρμογής, των τεχνικών απαιτήσεων και των τάσεων ανάπτυξης.
1. καθορισμός
Το δίκτυο βιομηχανικού ελέγχου είναι ένα σύστημα δικτύου ειδικά σχεδιασμένο για βιομηχανικό σύστημα αυτοματισμού και ελέγχου, το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως για την πραγματοποίηση της ανταλλαγής επικοινωνίας και δεδομένων μεταξύ συσκευών για παρακολούθηση, έλεγχο και διαχείριση της διαδικασίας παραγωγής. Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου συνήθως υιοθετούν πρωτόκολλα επικοινωνίας σε πραγματικό χρόνο και αξιόπιστα για να ικανοποιήσουν τις υψηλές απαιτήσεις για πραγματικό χρόνο και αξιοπιστία στις διαδικασίες βιομηχανικής παραγωγής.
Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων είναι συστήματα δικτύου που χρησιμοποιούνται για τα καθημερινά σενάρια γραφείου, ψυχαγωγίας και επικοινωνίας, όπως εταιρικά intranets και internet. Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων χρησιμοποιούν συνήθως πρωτόκολλα επικοινωνίας που δεν είναι βασικά, μη αξιόπιστα για να καλύψουν τις ανάγκες των χρηστών για την ταχύτητα, την ευελιξία και την οικονομική αποτελεσματικότητα του δικτύου.
2. Χαρακτηριστικά
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου και τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων διαφέρουν στα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
2.1 σε πραγματικό χρόνο
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου απαιτούν υψηλό βαθμό σε πραγματικό χρόνο για να εξασφαλιστεί η συνέχεια και η σταθερότητα της παραγωγικής διαδικασίας. Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου χρησιμοποιούν συνήθως πρωτόκολλα επικοινωνίας σε πραγματικό χρόνο, όπως το PROFIBUS, το MODBUS κλπ. Αυτά τα πρωτόκολλα μπορούν να εξασφαλίσουν την πραγματική ώρα και την αξιοπιστία της μετάδοσης δεδομένων.
Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων έχουν σχετικά χαμηλές απαιτήσεις για πραγματικό χρόνο και οι χρήστες μπορούν συνήθως να αποδεχθούν ένα ορισμένο βαθμό καθυστέρησης. Τα πρωτόκολλα επικοινωνίας που χρησιμοποιούνται σε συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων, όπως το TCP/IP, μπορούν να εξασφαλίσουν την αξιοπιστία της μετάδοσης δεδομένων, αλλά η απόδοση σε πραγματικό χρόνο είναι σχετικά κακή.
2.2 Αξιοπιστία
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου απαιτούν πολύ υψηλό βαθμό αξιοπιστίας, επειδή οποιαδήποτε αποτυχία επικοινωνίας μπορεί να οδηγήσει σε διακοπή παραγωγής ή ζημιά στον εξοπλισμό. Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου χρησιμοποιούν συνήθως περιττό σχεδιασμό, μηχανισμούς ανίχνευσης και ανάκτησης σφαλμάτων και άλλα τεχνικά μέσα για τη βελτίωση της αξιοπιστίας του συστήματος.
Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων έχουν σχετικά χαμηλές απαιτήσεις αξιοπιστίας και οι χρήστες μπορούν συνήθως να αποδεχθούν ένα ορισμένο βαθμό απώλειας ή σφάλματος δεδομένων. Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων υιοθετούν συνήθως μηχανισμούς ανίχνευσης σφαλμάτων και διόρθωσης, όπως ο μηχανισμός αναμετάδοσης του TCP, για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία της μετάδοσης δεδομένων.
2.3 Ασφάλεια
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου απαιτούν πολύ υψηλή ασφάλεια, επειδή η διαρροή δεδομένων ή η παραβίαση της παραγωγικής διαδικασίας μπορεί να οδηγήσει σε σοβαρά ατυχήματα παραγωγής ή οικονομικές απώλειες. Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου συνήθως υιοθετούν αυστηρά μέτρα ασφαλείας, όπως ο έλεγχος πρόσβασης, η κρυπτογράφηση δεδομένων και ο έλεγχος της ασφάλειας, για την προστασία της ασφάλειας των δεδομένων.
Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων έχουν σχετικά χαμηλές απαιτήσεις ασφαλείας και οι χρήστες μπορούν συνήθως να αποδεχθούν ένα ορισμένο βαθμό διαρροής δεδομένων ή παραβίαση. Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων χρησιμοποιούν συνήθως βασικά μέτρα ασφαλείας, όπως τείχη προστασίας και λογισμικό προστασίας από ιούς, για να αποφευχθούν κακόβουλες επιθέσεις και λοιμώξεις από ιούς.
2.4 Επιμελητηιμότητα
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου έχουν συνήθως καλή επεκτασιμότητα, επειδή ο εξοπλισμός μπορεί να χρειαστεί να προστεθεί ή να αντικατασταθεί κατά τη διάρκεια της παραγωγικής διαδικασίας. Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου χρησιμοποιούν αρθρωτό σχεδιασμό και τυποποιημένες διεπαφές για να διευκολύνουν την προσθήκη και την αντικατάσταση του εξοπλισμού.
Τα γενικά δίκτυα δεδομένων είναι σχετικά λιγότερο κλιμακούμενα επειδή οι χρήστες συνήθως δεν προσθέτουν ή αντικαθιστούν τον εξοπλισμό συχνά. Τα κοινά δίκτυα δεδομένων χρησιμοποιούν ένα κεντρικό σχεδιασμό και ιδιόκτητες διεπαφές για τη μείωση του κόστους και την απλοποίηση της διαχείρισης.
3. Σενάρια εφαρμογής
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου χρησιμοποιούνται κυρίως σε συστήματα βιομηχανικού αυτοματισμού και ελέγχου, όπως παρακολούθηση γραμμής παραγωγής, έλεγχος εξοπλισμού, απόκτηση και ανάλυση δεδομένων και άλλα σενάρια. Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου αναπτύσσονται συνήθως σε εργοστάσια, ορυχεία, σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής και άλλες βιομηχανικές τοποθεσίες.
Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων εφαρμόζονται κυρίως σε σενάρια καθημερινών γραφείων, ψυχαγωγίας και επικοινωνίας, όπως εταιρικά intranet, internet, e-mail και online παιχνίδια. Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων αναπτύσσονται συνήθως σε γραφεία, σπίτια, σχολεία και άλλα μέρη.
4. Τεχνικές απαιτήσεις
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου και τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων έχουν τις ακόλουθες διαφορές στις τεχνικές απαιτήσεις:
4.1 Πρωτόκολλο επικοινωνίας
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου συνήθως υιοθετούν πρωτόκολλα επικοινωνίας σε πραγματικό χρόνο και αξιόπιστα, όπως το PROFIBUS, το MODBUS, το EtherCAT κλπ. Αυτά τα πρωτόκολλα μπορούν να εξασφαλίσουν τη μετάδοση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο και αξιόπιστη.
Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων χρησιμοποιούν συνήθως πρωτόκολλα επικοινωνίας που δεν είναι βασικά, μη αξιόπιστα, όπως το TCP/IP, το HTTP, το FTP κλπ. Αυτά τα πρωτόκολλα μπορούν να ανταποκριθούν στις ανάγκες του χρήστη για ταχύτητα, ευελιξία και οικονομική αποτελεσματικότητα του δικτύου.
4.2 Απόδοση συσκευής
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου έχουν πολύ υψηλές απαιτήσεις για την απόδοση του εξοπλισμού, επειδή οι αποτυχίες εξοπλισμού στη διαδικασία παραγωγής μπορούν να οδηγήσουν σε σοβαρά ατυχήματα παραγωγής ή οικονομικές απώλειες. Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου χρησιμοποιούν συνήθως συσκευές υψηλής απόδοσης και υψηλής αξιοπιστίας, όπως PLCs, DCS, RTU και ούτω καθεξής.
Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων έχουν σχετικά χαμηλές απαιτήσεις για την απόδοση του εξοπλισμού και οι χρήστες μπορούν συνήθως να δεχτούν κάποιο βαθμό αποτυχίας του εξοπλισμού. Τα συνηθισμένα δίκτυα δεδομένων χρησιμοποιούν συνήθως χαμηλού κόστους, εξαιρετικά ευέλικτες συσκευές, όπως δρομολογητές, διακόπτες, διακομιστές και ούτω καθεξής.
4.3 Αρχιτεκτονική δικτύου
Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου συνήθως υιοθετούν μια κατανεμημένη αρχιτεκτονική για να πραγματοποιήσουν στενή πρόσβαση σε συσκευές και γρήγορη μετάδοση δεδομένων. Τα δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου χρησιμοποιούν αρθρωτό σχεδιασμό και τυποποιημένες διεπαφές για να διευκολύνουν την προσθήκη και την αντικατάσταση του εξοπλισμού.
Τα γενικά δίκτυα δεδομένων είναι συνήθως συγκεντρωμένα για να απλοποιήσουν τη διαχείριση και να μειώσουν το κόστος. Τα γενικά δίκτυα δεδομένων χρησιμοποιούν ιδιόκτητες διεπαφές και προσαρμοσμένα σχέδια για να καλύψουν τις ανάγκες συγκεκριμένων σεναρίων.
5. Πρόγραμμα
Με την ανάπτυξη της βιομηχανίας 4. Τα μελλοντικά δίκτυα βιομηχανικού ελέγχου θα επικεντρωθούν περισσότερο στα δεδομένα, την αξιοπιστία και την ασφάλεια σε πραγματικό χρόνο, για να καλύψουν τις ανάγκες του έξυπνου παραγωγής και του βιομηχανικού διαδικτύου.
Τα γενικά δίκτυα δεδομένων αναπτύσσονται επίσης προς την κατεύθυνση μεγαλύτερης ταχύτητας, ευελιξίας και ασφάλειας. Με την ανάπτυξη τεχνολογιών όπως το 5G, το IoT και το cloud computing, τα γενικά δίκτυα δεδομένων θα επικεντρωθούν περισσότερο στην ταχύτητα του δικτύου, την ευελιξία και την αποδοτικότητα κόστους για την κάλυψη των αναγκών των χρηστών για υπηρεσίες δικτύου.