Этот стандарт, известный как IEEE 802.3af, обеспечивает до 15,4 Вт постоянного тока на порт. С тех пор IEEE выпустила обновленные стандарты. Самым последним является стандарт IEEE 802.3bt Type 4, также известный как 4-парный PoE (4PPoE) или PoE++. IEEE 802.3bt может обеспечивать мощность до 90 Вт на каждый порт для целого ряда устройств, таких как IP-камеры PTZ, газоанализаторы, видеомониторы и встраиваемые компьютеры, которым требуется более высокая мощность.
Технология PoE быстро завоевала популярность в промышленном секторе по целому ряду причин, так же как и в корпоративных и коммерческих сетях. Во-первых, она значительно снижает сложность инфраструктуры, особенно в удаленных местах или зонах предприятия, где отсутствуют розетки питания. Для установки или обслуживания кабеля PoE не требуется участие электрика из-за низкого напряжения, а также не требуется прокладывать длинные стальные кабелепроводы или заземляющие устройства, что снижает первоначальные затраты на развертывание. Еще одним преимуществом технологии PoE является то, что она дает сетевым менеджерам возможность централизованно отслеживать энергопотребление устройства и другие данные, связанные с питанием. Питание второстепенных устройств, контролируемых управляемым коммутатором PoE, может автоматически снижаться или полностью отключаться, когда они не используются. Гибкость – это еще одно преимущество. Сетевые устройства можно устанавливать в ранее недоступных местах, поскольку розетки питания больше не ограничивают их размещение. Замена существующих устройств в сети требует немного большего, чем подключение кабеля Ethernet устройства к порту сетевого коммутатора PoE. Кроме того, технология PoE основана на стандартах для обеспечения взаимодействия с поставщиками.
Область автоматизации, в которой технология PoE приносит свои плоды – это сети диспетчерского управления и сбора данных (SCADA – средство удаленного мониторинга и управления оборудованием в процессах автоматизации в таких отраслях, как производство, распределение нефти и газа, коммунальная энергетика и управление водоотведением).
Одним из самых значительных изменений в технологии SCADA стала ее эволюция от последовательных сетевых протоколов к интернет-протоколу (IP). Внедрение IP привело к снижению затрат на оборудование, а пропускная способность может увеличиваться до 10 Гбит/с для конечных станций и до 100 Гбит/с для магистральных сетей. Это также означает, что SCADA, использующая Ethernet в качестве сети доступа, может воспользоваться преимуществами технологии PoE. Множество ПЛК, RTU, датчиков и других конечных устройств SCADA можно запитать, просто подключив кабель устройства к открытому порту коммутатора.
Промышленная безопасность
Несмотря на то, что PoE часто рекламируют только за его гибкость и экономию инфраструктуры, эта технология также способствует повышению промышленной безопасности.
Нет ничего необычного в том, что электрические системы, питающие промышленные объекты, имеют напряжение 480 или 600 В, чего более чем достаточно для того, чтобы травмировать работника электрическим током, дуговой вспышкой, взрывом. Низковольтный PoE снижает или устраняет вовсе риск короткого замыкания, обгорания изоляции или случайного контакта с напряжением под напряжением. В устройства PoE также встроена защита от перегрузки, которая защищает от высокого энергопотребления и последующего повреждения устройств или кабелей. При обнаружении перегрузки подача электроэнергии сокращается или отключается для защиты или ремонта подключенного оборудования и снижения вероятности перегрева или пожара.
Важна ли электробезопасность в проектах автоматизации? В подавляющем большинстве случаев ответ положительный. По данным Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA), несчастные случаи с поражением электрическим током на рабочих местах ежегодно приводят к тысячам травм и почти одному смертельному исходу в день.
Выбор сетевого коммутатора, управляемого PoE
Сетевая архитектура, пропускная способность и масштабируемость должны быть тщательно продуманы при проектировании сети промышленной автоматизации, которая может использовать устройства PoE. Для этого потребуется настроить несколько управляемых коммутаторов PoE, гарантирующих надежную и эффективную работу сети. Итак, что же следует искать в управляемом коммутаторе PoE?
Усиленное оборудование
При эксплуатации коммутатора возникают многочисленные риски, такие как электрические помехи, влажность, воздействие агрессивных химических веществ, вибрация и экстремальные температуры. Чтобы смягчить эти факторы, убедитесь, что вы приобретаете коммутаторы с управлением PoE промышленного класса в прочном, экологически безопасном корпусе с соответствующей степенью защиты от проникновения пыли и влаги (IP). Другой угрозой, хотя и менее распространенной, является наличие на предприятии опасных зон, где обрабатываются или используются летучие легковоспламеняющиеся жидкости или газы. В таких средах требуется взрывозащищенный коммутатор в соответствии с классами 1 и 2 и кодами ATEX.
Требования к пропускной способности
Пропускная способность коммутатора определяет пропускную способность сети, влияющую на скорость и надежность передачи данных. Недостаточная пропускная способность коммутатора может привести к перегрузке сети, задержкам и нарушению функциональности устройства. Необходимость использования коммутатора 10/100, 2,5G, гигабитного или 10G зависит от требований вашего приложения. Хороша также стратегия планирования дополнительной пропускной способности на случай увеличения потребностей в будущем.
Требования к питанию
Убедитесь, что общий расход энергии промышленного коммутатора PoE позволяет одновременно поддерживать работу всех устройств, учитывая энергопотребление каждого устройства. Требования к мощности промышленных сетевых устройств, включая оптические датчики, точки доступа, сетевое освещение и IP-камеры, значительно различаются, обычно они составляют от 15 до 100 Вт. Убедитесь, что выбранные промышленные коммутаторы PoE имеют достаточную мощность PoE для поддержки ваших устройств и хорошую энергоэффективность. Вам также необходимо учитывать, что максимальное расстояние для PoE составляет 100 метров (328 футов) и что на больших расстояниях потери энергии возрастают. В этом случае вам может потребоваться установка дополнительной сетевой инфраструктуры – промежуточных коммутаторов, удлинителей PoE или инжекторов питания.
Конфигурация и типы портов
Необходимое количество портов PoE для коммутатора зависит от количества устройств PD, которые вы планируете подключать, хотя рекомендуется использовать большее количество для возможности расширения. Количество портов и стандарт PoE существенно влияют на качество, масштабируемость и гибкость вашей сети. Сочетание гигабитных портов и портов Fast Ethernet позволяет обслуживать устройства с различными требованиями к пропускной способности.
Совместимость
Прежде чем начать передачу электроэнергии, промышленный коммутатор PoE и устройство, на которое подается питание, должны согласовать требования к питанию устройства. В результате согласования определяется, совместимы ли они и может ли устройство безопасно получать необходимую мощность. В случае успеха согласование не позволяет устройству получать слишком много или слишком мало энергии, что может привести к повреждению устройства или сбою в его работе.
Функции безопасности
Наличие расширенных функций безопасности в промышленном PoE-коммутаторе, таких как защита портов и списки контроля доступа (ACL), имеет важное значение для защиты сети в свете растущих опасений, связанных с кибербезопасностью.
