تفاوت شبکه اترنت صنعتی و تجاری در چیست؟

شبکه اترنت صنعتی تفاوت عمده‌ای با شبکه اترنت تجاری ندارد. هر دو می‌توانند چندین پروتکل ارتباطی را روی یک کابل ارائه دهند، هر دو از روتر، بریج و سوئیچ استفاده می‌کنند و معمولاً دستگاه‌ها از همان تراشه‌ها و درایورهای اترنت برای ارتباط استفاده می‌کنند. شبکه پروژه‌های تحقیقاتی پیشرفته ( ARPANet) اولین شبکه‌ای بود که برای شبکه‌بندی گسترده به کار رفت و با بودجه دولتی راه‌اندازی شد. پذیرش گسترده شبکه‌بندی در دهه ۱۹۷۰ آغاز شد.

نرم‌افزارهای شبکه اترنت صنعتی

نرم‌افزار NetWare اولین نرم‌افزار شبکه‌ای بود که توسط شرکت Novell تولید شد. این نرم‌افزار توانایی متصل کردن توپولوژی‌های کابلی مختلف را با استفاده از سرورهای نرم‌افزاری داشت و به همین دلیل به راحتی می‌توانست توپولوژی‌های کابلی مورد نیاز آن زمان (دهه ۱۹۷۰) را تطبیق دهد. توپولوژی‌های ستاره‌ای، خط تنه/خط افت و حلقه توکن (Star, trunkline/dropline and token) در آن زمان رایج بودند، که توپولوژی خط تنه/خط افت بهترین گزینه در دل کارخانجات بود وکابل‌های مورد استفاده معمولاً کواکسیال (coax) بودند.

فناوری لایه داده ARCNet یکی از اولین شبکه اترنت صنعتی بود که در کف کارخانه‌ها استفاده شد. بسیاری از نصب‌ها از سیستم مبتنی بر حافظه مجازی (VMS) یا پردازنده‌های داده‌های برنامه‌ریزی‌شده/قابل برنامه‌ریزی (PDP) شرکت Digital Equipment Corporation (DEC) استفاده می‌کردند که از اتاق سرور به کف کارخانه شبکه اترنت صنعتی شده بودند. در کنار NetWare ، شبکه DECnet نیز توسط DEC به کار گرفته می‌شد. در روزهای اولیه شبکه‌بندی، فروشندگان کنترلرهای منطقی برنامه‌پذیر (PLC) معمولاً زیرساخت‌های شبکه اترنت صنعتی خود را مانند Data Highway (DH) و DH+ داشتند. استاندارد RS-422/485  نیز به کار گرفته می‌شد.

نحوه کارکرد شبکه اترنت صنعتی

در سال ۱۹۸۱، کامپیوتر شخصی (PC) معرفی شد که بر روی یک مادربورد مبتنی بر اینتل (80286/386) اجرا می‌شد. در حالی که اپل مدتی قبل‌تر وارد بازار شده بود، اما بیشتر برای علاقه‌مندان به فناوری بود. تفاوت اصلی این بود که زیرساخت‌های مینی‌کامپیوتر از یک سرور اصلی استفاده می‌کرد و ترمینال‌ها نرم‌افزار را از سرور اجرا می‌کردند، اما کامپیوتر شخصی می‌توانست برنامه‌ها را به‌صورت مستقل اجرا کند. مدتی طول کشید تا این روش به صنعت راه یابد و نیاز به شبکه‌بندی کامپیوترهای شخصی به وضوح احساس شد.

امکان اجرای برنامه‌ها از سرور وجود داشت، اما داشتن یک کامپیوتر شخصی خاص برای عملیات در کف کارخانه بسیار جذاب بود. توسعه این روش باعث افزایش سرعت تولید برنامه‌های نرم‌افزاری شد، به طوری که تقریباً هر روز نرم‌افزارهای جدیدی منتشر می‌شدند. در سال ۱۹۸۴ زیرساخت لایه داده اترنت به دنیا آمد. استفاده از پروتکل شبکه‌ای مانند پروتکل کنترل انتقال/پروتکل اینترنت ( TCP/IP ) روی یک زوج تابیده هزینه‌بر نبوده و پیاده‌سازی آن آسان بود.

راهکارهای تعبیه‌شده برای رابط انسان و ماشین ( HMI ) مبتنی بر پروتکل‌های فروشندگان معرفی شدند. سیستم‌های مبتنی بر UNIX که قبلاً به کار گرفته می‌شدند، جای خود را به کامپیوترهای مستقل مبتنی بر DOS می‌دادند. راهکارهای DEC VMS/PDP نیز به سرنوشت مشابهی دچار شدند. سخت‌افزار صنعتی، مانند کامپیوتر صنعتی IBM 7531، وارد صحنه شد، زیرا سخت‌افزار تجاری به اندازه کافی برای کف کارخانه‌ها مقاوم نبود.

نحوه پیشرفت شبکه اترنت صنعتی

در ابتدا سیستم‌های کواکسیال برای شبکه اترنت صنعتی استفاده می‌شدند زیرا کابل کواکسیال به دلیل داشتن محافظ در طول کامل کابل، از مقاومت خوبی در برابر نویز برخوردار بود و برای کف کارخانه‌ها مناسب بود.

زمانی که کابل‌های زوج تابیده به صحنه آمدند، مدتی طول کشید تا به کف کارخانه‌ها وارد شوند. یکی از دلایل اصلی این موضوع این بود که قابلیت‌های شبکه‌بندی کامپیوترهای شخصی به اندازه حال حاضر گسترده نبود. در سال ۱۹۸۹، زمانی که مایکروسافت ویندوز ۳.۱۱ را معرفی کرد – نسخه‌ای از ویندوز با قابلیت شبکه‌بندی – و فروشندگان صنعتی از ویندوز و درایورهای اترنت استاندارد پشتیبانی کردند، باقی ماجرا تبدیل به تاریخ شد.

بخش فناوری اطلاعات (IT) کنترل زیادی بر آنچه در کف کارخانه‌ها رخ می‌داد داشت، زیرا این‌ها کامپیوتر بودند. شرکت Data General در اواخر دهه ۱۹۸۰ یک لپ‌تاپ تولید کرد. یک کاربر در صنعت خودرو آن را خرید زیرا به عنوان یک دستگاه برنامه‌نویسی شناخته می‌شد. اگر آن را کامپیوتر می‌نامیدند، بخش IT  درگیر می‌شد.

روترها و سوئیچ‌ها امکان استفاده در کف کارخانه را یافتند. سخت‌افزارهای مقاوم‌سازی شده به دلیل نوسانات برق، نویز، لرزش و موارد مشابه نیاز بودند. اصطلاح “اترنت صنعتی” پدید آمد و انفجاری از راهکارهای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری رخ داد. سیستم‌های کنترل نظارتی و جمع‌آوری داده‌ها ( SCADA )، HMI مبتنی بر کامپیوتر محلی و ایستگاه‌های کاری مهندسی در کف کارخانه‌ها به هنجار تبدیل شدند.

دسترسی آسان به داده‌ها در سراسر کف کارخانه از یک نقطه، آزادی‌بخش بود. PLC ها شروع به پذیرش روش اترنت کردند و پروتکل‌ها و سخت‌افزارهای خاص فروشندگان از صحنه خارج شدند.

قابلیت همکاری بین سیستم‌ها به واقعیت پیوست. داده‌های بلادرنگ در کف کارخانه به دسترس قرار گرفتند. به دلیل شبکه‌بندی، راهکارهای مشکلات به راحتی شناسایی و حل می‌شدند.

ظهور شبکه صنعتی و اترنت به سازندگان ماشین‌آلات و کاربران اجازه داده است تا هزینه‌های پیاده‌سازی و نگهداری را کاهش دهند و به‌طور کلی راهکارهای بهتری برای مشتریان خود ایجاد کنند.

آیا اترنت صنعتی با اترنت تجاری متفاوت است؟

از لحاظ پروتکل‌ها بله، اما از نظر سخت‌افزار خیر، هرچند که سخت‌افزار شبکه صنعتی احتمالاً از سخت‌افزار شبکه تجاری مقاوم‌تر است، و باید هم باشد. شما نمی‌توانید به راحتی آن را مجدداً راه‌اندازی کنید.

نتیجه‌گیری

پیشرفت شبکه اترنت صنعتی به سازندگان ماشین‌آلات و صنایع کمک کرده است تا هزینه‌های پیاده‌سازی و نگهداری را کاهش دهند و راه‌حل‌های بهتری برای مشتریان خود ارائه دهند. در حالی که پروتکل‌ها در شبکه‌های صنعتی متفاوت هستند، سخت‌افزارها از لحاظ استحکام و قابلیت اعتماد با شبکه‌های تجاری تفاوت دارند و نمی‌توان به راحتی آن‌ها را مجدداً راه‌اندازی کرد.