عیب یابی شبکه اترنت

آشنایی با نحوه عیب یابی شبکه اترنت

با توجه به قابلیت اطمینان ذاتی، عملکرد و قابلیت همکاری، اترنت به سرعت به پروتکل ارتباطی انتخابی برای سیستم های اتوماسیون و کنترل در محیط صنعتی تبدیل شده است. در واقع، بررسی‌های اخیر نشان داد که 70 درصد از تمام گره‌های اتوماسیون کارخانه‌ای که به تازگی نصب شده‌اند از اترنت صنعتی استفاده می‌کنند. این شامل برنامه های اترنت صنعتی مانند Modbus TCP/IP، EtherCat، EtherNet/IP و Profinet می شود که با فریم های اترنت محصور شده اند تا اطلاعات نظارتی و کنترلی بین دستگاه ها و سیستم های صنعتی ارسال و دریافت کنند.

همه این برنامه‌ها برای کار بر روی کابل‌ها و کانکتورهای فیبری یا مسی تابیده مبتنی بر اترنت طراحی شده‌اند که برای مقاومت در برابر عواملی مانند ارتعاش، گرد و غبار و مایعات، مواد شیمیایی و تداخل الکترومغناطیسی موجود در محیط صنعتی سخت شده‌اند. توانایی حفظ عملیات و بهره‌وری از طریق اترنت صنعتی فقط به خوبی این زیرساخت کابل‌کشی زیربنایی است، اما حتی پس از نصب، آزمایش و ظاهراً انجام این زیرساخت، ممکن است مشکلاتی ایجاد شود که عملیات صنعتی را متوقف کند.

ابزار عیب یابی شبکه اترنت

خواه ناشی از آسیب تصادفی و آلاینده‌های کابل‌ها و اتصالات در محیط سخت صنعتی، تداخل ماشین‌آلات جدید، یا تغییرات زیرساختی که به دلیل قطعات اشتباه یا نصب نامناسب به هم خورده است، مدیران کارخانه و کارکنان فناوری عملیات (OT) باید برای مکان یابی و رفع مشکل سریع عمل کنند تا ماشین آلات در حال تولید باقی بمانند..

با وجود بیش از نیمی از مشکلات اترنت صنعتی در زیرساخت کابل‌کشی، دانستن مؤثرترین راه برای عیب‌یابی می‌تواند به معنای تفاوت بین یک ساعت توقف برنامه‌ریزی نشده در مقابل روزهایی باشد که می‌تواند استانداردهای تولید را ویران کند و به میلیون‌ها دلار درآمد از دست رفته تبدیل شود.

خبر خوب این است که بسیاری از ابزارهای عیب یابی ساده و ارزان در دسترس هستند که می توانند به شما کمک کنند تا به سرعت مشکلات کابل های مسی و فیبری را شناسایی و مکان یابی کنید تا تعمیرات را تسریع کنید و زمان خرابی برنامه ریزی نشده پرهزینه را کاهش دهید.

مشکلات ساده شبکه اترنت

هنگامی که ماشین آلات به دلیل عدم دریافت سیگنال های کنترل اترنت صنعتی از طریق کابل خاموش می شود، مشکل می تواند چیزی به سادگی عدم ارتباط پایدار ناشی از بریدگی یا شکستن کابل یا شل شدن پایانه کابل در رابط اتصال باشد. بررسی سلامت کابل به راحتی با آزمایش wiremap انجام می شود که به دنبال مشکلات احتمالی مانند باز شدن هادی های شکسته، اتصالات کوتاه از اتصال دهنده های نادرست یا آسیب دیده، یا سیم کشی های نادرست که منجر به جفت معکوس، جفت متقاطع یا جفت تقسیم می شود، جایی که هادی های داخل کابل به موقعیت پین اشتباه در یک رابط اتصال خاتمه یافته اند.

به جای آوردن کمک خارجی با تجهیزات تست گران قیمت، می توانید از یک ابزار نقشه سیم ساده و کم هزینه برای شناسایی سریع مشکل استفاده کنید. سیم‌مپر خوب همچنین نشان می‌دهد که کدام جفت مشکل را ایجاد می‌کند، و همچنین یکپارچگی محافظ روی کابل را تأیید می‌کند – که برای محیط‌های صنعتی که کابل‌کشی جفت تابیده محافظ در آن معمول است، ایده‌آل است.

اگر خاتمه در رابط کانکتور مشکلی نداشته باشد و خطا در جایی در طول کابل وجود داشته باشد، می توان با شناسایی مکان با یک آهنگ و کاوشگر، زمان خرابی را کاهش داد. برخی از وایر مپ ها حتی ممکن است تولید تن داخلی داشته باشند، بنابراین تنها چیزی که نیاز است یک پروب کم‌هزینه است.

یک تون و پروب با تزریق یک سیگنال هارمونیک بالا به یک رسانا کار می کند که یک نویز شنیداری در محل خطا ایجاد می کند. با این حال، در برخی از محیط‌های صنعتی، دسترسی به تمام طول کابل ممکن است دشوار باشد – به خصوص اگر در مجرای محافظ نصب شده باشد، نزدیک سقف قرار گرفته باشد، یا از مناطق دیگر کف کارخانه عبور کند، جایی که تولید هنوز ادامه دارد. در این موارد، یک بازتاب سنج دامنه زمانی (TDR) تا حدودی پیچیده‌تر می‌تواند برای نشان دادن فاصله دقیق تا یک خطای کابل‌کشی استفاده شود. TDR هایی در دسترس هستند که می توانند عیوب را در هر کابل مسی پیدا کنند و شامل یک تونر یکپارچه برای محدود کردن جفت هادی مشکل واقعی در کابل می شوند.

هنگام انتخاب یکی از این ابزارهای عیب یابی ساده، مهم است که اطمینان حاصل کنید که از نوع کابل کشی و فواصل کابل کشی پشتیبانی می کند. برای سهولت این فرآیند، ابزاری با رابط گرافیکی کاربرپسند در نظر بگیرید که به سادگی و به وضوح مشکل را شناسایی می کند. همچنین ممکن است بخواهید به دنبال ابزاری با عمر باتری زیاد و ساختار مقاوم باشید تا در برابر محیط های صنعتی خشن تر مقاومت کنید. هنگام استفاده از تون و کاوشگر، یکی دیگر از مواردی که مورد توجه قرار می گیرد، توانایی پروب برای فیلتر کردن تداخل نویزهای رایج 50 یا 60 هرتز از ماشین آلات صنعتی مجاور است.

بیشتر بخوانید : تعمیر پی الی سی

نقش کابل فیبر نوری در شبکه اترنت

در حالی که کابل کشی فیبر در کف کارخانه معمول نیست، جایی که طول ها کمتر و سرعت های انتقال معمولاً کمتر از 1000 مگابیت بر ثانیه است، برخی از مناطق دارای پیوندهای طولانی تر، دمای کاری بالاتر و مصونیت از تداخل الکترومغناطیس نیاز به کابل های فیبر نوری دارند. در حالی که نصب فیبر و آزمایش اولیه نیاز به تخصص و ابزارهای تخصصی بیشتری دارد، گزینه های ارزان قیمتی وجود دارد که می توانید برای عیب یابی از آنها استفاده کنید.

این احتمال وجود دارد که مشکل کابل فیبر به دلیل خم شدن یا شکستگی در جایی در امتداد پیوند ایجاد شده باشد. هنگامی که فیبر بیش از شعاع خمشی توصیه شده خود، که معمولاً 20 برابر قطر کابل است، خم می شود، می تواند باعث نشت سیگنال های نور از فیبر شود و از انتقال صحیح داده ها جلوگیری کند. این خمیدگی ها می توانند در حین یا بعد از نصب اتفاق بیفتند. ریزخم های کوچکی که ممکن است در حین نصب مورد توجه قرار نگرفته باشند، می توانند به مرور زمان باعث ترک خوردن فیبر شیشه شوند. سایر روش های نصب ضعیف مانند بیش از حد بار کششی روی کابل نیز می تواند در نهایت منجر به شکستگی شود.

مکان‌یاب خطای بصری در شبکه اترنت (visual fault locator)

یکی از ابزارهای عیب‌یابی کم‌هزینه و ساده برای تعیین تداوم در فیبر و یافتن خمیدگی یا شکست، مکان‌یاب خطای بصری (VFL) است که فیبر را با لیزر مرئی روشن می‌کند و در جایی که فیبر شکسته یا خم شده است، «نشت» می‌کند. با این حال، یک VFL تنها در صورتی خوب کار می کند که بتوانید کل اجرای فیبر را به صورت بصری بررسی کنید. اگر دسترسی به فیبر دشوار است یا از طریق مجرای عبور می کند، ممکن است لازم باشد روی یک عیب یاب نوری سرمایه گذاری کنید. این ابزارهای پیشرفته تر یک پالس نور را از طریق فیبر می فرستند و قدرت و زمان بازتاب نور را از شکستگی ها، خمیدگی ها و اتصالات در طول مسیر کابل اندازه گیری می کنند. آنها همچنین برای مکان یابی انتهای یک فیبر ایده آل هستند. با اندازه گیری زمان بازتاب نور به عقب، یک عیب یاب نوری می تواند به سرعت فاصله یک مشکل را نشان دهد.

علاوه بر طراحی مستحکم و رابط گرافیکی کاربر پسند، هنگام انتخاب یک عیب یاب نوری، می خواهید از یکی استفاده کنید که بتواند سیگنال های نوری زنده را قبل از عیب یابی روی خط تشخیص دهد، زیرا نور یک فرستنده گیرنده فیبری می تواند برای دستگاه مضر باشد. چشم انسان همچنین برای کار با نوع کابل فیبر و کانکتورهای زیرساخت خود به آن نیاز دارید. اگر چندین نوع کانکتور فیبر در کارخانه خود نصب کرده اید تا رابط های ورودی/خروجی مختلف را در خود جای دهید، در حالت ایده آل یک عیب یاب نوری با آداپتورهای قابل تعویض می خواهید.

یکی دیگر از ویژگی های قابل توجه عیب یاب نوری توانایی آن در شناسایی کانکتورهای آلوده است. گرد و غبار یا کثیفی در قسمت انتهایی کانکتور فیبر شایع ترین علت خرابی فیبر نوری است. انتقال نور به یک مسیر روشن در طول پیوند نیاز دارد و حتی یک ذره گرد و غبار می تواند باعث انعکاس و کاهش سیگنال شود.

محیط‌های صنعتی ذاتاً غبارآلود هستند، بنابراین جای تعجب نیست که سطح فیبر کثیف ممکن است مشکل باشد. اگر یک عیب یاب نوری تشخیص دهد که مشکل در یک کانکتور است، ابزار دیگری که در دسترس است دوربین یا میکروسکوپ بازرسی فیبر است. در حالی که استفاده از میکروسکوپ برای مشاهده سطح انتهایی اتصال فیبر می‌تواند به تخصص لازم برای دانستن آنچه که به آن نگاه می‌کنید نیاز داشته باشد، ابزارهای بازرسی فیبر در دسترس هستند که دارای هوش داخلی هستند تا سطح انتهایی فیبر را برای شما تجزیه و تحلیل کنند.

آنها این کار را با تجزیه و تحلیل تعداد و اندازه ایرادات و خراش‌های روی صفحه و مقایسه آن با استانداردهای صنعتی مانند IEC 61300-3-35 انجام می‌دهند که معیارهایی را برای تمیزی سطح انتهایی مشخص می‌کند. البته، اگر یک صفحه انتهایی فیبر کثیف را کشف کردید، می‌خواهید مطمئن شوید که مجموعه مهارت‌ها و مواد مصرفی مورد نیاز برای تمیز کردن قسمت انتهایی را دارید. در غیر این صورت، ممکن است لازم باشد با پیمانکاری که در ابتدا زیرساخت فیبر را نصب کرده است تماس بگیرید.

مشکلات پیچیده شبکه اترنت صنعتی

وقتی همه چیز با شکست مواجه شد و استفاده از ابزارهای عیب‌یابی ساده توسط تیم‌های داخلی شما هنوز مشکل شبکه را شناسایی نمی‌کند، ممکن است زمان تماس با کارشناسان با تجهیزات پیچیده‌تر تست و عیب‌یابی فرا رسیده باشد. آنها احتمالاً کسانی بودند که زیرساخت را در وهله اول نصب و آزمایش کردند، بنابراین باید برای یافتن و رفع مشکل به خوبی مجهز باشند. اما به هر حال، اگر در مورد کارکنان تخصص دارید، از آن استفاده کنید و روی ابزارهای پیشرفته‌تری سرمایه‌گذاری کنید که از صبر کردن و پرداخت هزینه کمک خارجی برای راه‌اندازی و کار کردن جلوگیری می‌کند.

برای عیب یابی مس فراتر از آنچه که می توانید با یک ابزار سیم مپ ساده، تن و پروب و TDR انجام دهید، یک تست کننده صلاحیت خوب (qualification tester)، این کار را انجام می دهد. یک تستر صلاحیت نه تنها می تواند هر کاری را که یک ابزار وایرمپ و TDR می تواند انجام دهد، بلکه می تواند سرعت شبکه را نیز اندازه گیری کند و مشکلات عملکرد کمتر مشهود مانند تداخل را شناسایی کند. در نهایت، یک آزمایش‌کننده صلاحیت ممکن است به شما کمک کند تشخیص دهید که زیرساخت کابل‌کشی واقعاً مشکلی ندارد.

بازتاب‌سنج دامنه زمان نوری (optical time domain reflectomete)

وقتی صحبت از عیب‌یابی پیشرفته‌تر فیبر به میان می‌آید، قدم بعدی از یک عیب یاب نوری یک بازتاب‌سنج گران‌قیمت دامنه زمان نوری (OTDR) است. در حالی که این ابزار عیب‌یابی پیچیده‌تر برای کار کردن به مهارت نیاز دارد، اما این قابلیت را دارد که رویدادهایی را در امتداد فیبر که باعث انعکاس می‌شوند شناسایی و مکان‌یابی کند و تأثیر آن‌ها را بر از دست دادن کلی سیگنال اندازه‌گیری کند، که ممکن است عامل ایجاد نقص باشد.

جمع بندی

شبکه های اترنت به عنوان معماری باس برجسته برای شبکه های اتوماسیون صنعتی جای گرفته اند و دلیل خوبی برای این وجود دارد. اترنت اتصال بین دستگاه های صنعتی را ساده و یکسان می کند. لازم نیست نگران کانکتورهای سریال DB9 و DB25 نر یا ماده باشیم، نگران دستگاه‌های DTE یا DCE نباشیم و کابل‌های مستقیم در مقابل کابل های نول مودم را فراموش کنیم. با این حال، حتی با ارائه سادگی اترنت، عیب یابی شبکه های اترنت می تواند کمی بیشتر از شبکه های سریالی درگیرکننده باشد.

در حالی که تماس با کارشناسان ممکن است در نهایت اجتناب ناپذیر باشد، نکته مهمی که باید به خاطر بسپارید این است که ابزارهای ساده و آسانی وجود دارد که می توانید از آنها به عنوان اولین خط دفاعی خود استفاده کنید تا تولید خود را زودتر راه اندازی و اجرا کنید و هزینه کمتری برای شما در دراز مدت داشته باشد.