بوابات أتوبيس الحقل من المصنعين متصلين بالإنترنت

تربط بوابات الناقل الميداني بين بروتوكولات الاتصالات الصناعية المختلفة، وتضمن اتساق البيانات بين الأنظمة من مختلف الشركات المصنعة وتتيح التدفق السلس للمعلومات بين الآلات وأجهزة الاستشعار والمشغلات وأجهزة التحكم وأنظمة تكنولوجيا المعلومات ذات المستوى الأعلى.

نظرًا لاستخدام عدد كبير من ناقل المجال وشبكات الإيثرنت الصناعية غير المتجانسة في العديد من الأنظمة، توفر البوابات واجهة مركزية لضمان التوافق وقابلية التشغيل البيني.

ستجد أدناه وظائف بوابات ناقل المجال وأنواعها واستخداماتها ومزاياها:

كيف تعمل بوابات ناقل المجال:

تعمل بوابة ناقل المجال كمترجم بين نظامي اتصال أو أكثر.
فهي تقرأ البيانات من شبكة واحدة وتعالجها وترسلها بتنسيق شبكة أخرى.
يمكن أن تكون هذه العملية دورية وقائمة على الأحداث.

الوظائف الأساسية هي:

1. تحويل البروتوكول بين مختلف بروتوكولات الحافلات الميدانية أو بروتوكولات الإيثرنت.
2. مزامنة نقاط البيانات.
3. العنونة وتعيين المتغيرات.
4. تحديد أولويات الرسائل والاتصال في الوقت الحقيقي.
5. التخزين المؤقت وتصفية البيانات.
6. التشخيص ومراقبة الحالة ورسائل الخطأ.

غالباً ما تعمل البوابات الحديثة مع أنوية معالجات متكاملة وأنظمة تشغيل في الوقت الحقيقي تضمن أوقات استجابة منخفضة وموثوقية نقل عالية.
ويمكنها أن تعمل كمترجمين بحتة أو تتولى وظائف منطقية نشطة، مثل مهام الأتمتة الصغيرة أو ضغط البيانات.

أنواع بوابات ناقل المجال:

يمكن التمييز بين بوابات ناقل المجال وفقًا لمعايير مختلفة. أهم الفئات هي:

1. بوابات من ناقل ميداني إلى ناقل ميداني:
   تقوم هذه البوابات بتوصيل بوابات المجال الكلاسيكية مع بعضها البعض.
   ومن الأمثلة على ذلك الوصلات بين Profibus أو CANopen أو Modbus RTU أو DeviceNet.
   وغالباً ما تُستخدم في الأنظمة القديمة حيث يلزم دمج أنظمة مختلفة دون الحاجة إلى استبدال البنية التحتية بأكملها.
2. بوابات ناقل المجال إلى بوابات إيثرنت الصناعية:
   تتيح هذه البوابات الاتصال بين ناقل المجال التقليدي والبروتوكولات الحديثة القائمة على الإيثرنت مثل Profinet أو EtherCAT أو Ethernet/IP أو Modbus TCP.
   وهي تلعب دورًا مهمًا في مشاريع التحديث وعند إعداد هياكل الأنظمة الهجينة.
3. بوابات الإيثرنت الصناعية إلى بوابات الإيثرنت الصناعية:
   هذا هو المكان الذي يتم فيه ربط بروتوكولات الإيثرنت المختلفة معًا.
   تتيح هذه البوابات تكامل الأنظمة عالية الأداء وغالباً ما تدعم متطلبات الوقت الحقيقي الحتمي.
   وهي من سمات بيئات الصناعة 4.0 الحديثة.
4. محولات البروتوكول للشبكات الخاصة:
   تربط بعض البوابات الشبكات الصناعية بواجهات خاصة، مثل البروتوكولات التسلسلية أو الأنظمة اللاسلكية أو منصات إنترنت الأشياء.
   ومن الأمثلة على ذلك بوابات MQTT أو بوابات OP UA.
5. بوابات متعددة الوظائف أو بوابات عالمية:
   يمكن لهذه الأجهزة أن تخدم العديد من البروتوكولات المختلفة في وقت واحد.
   وتتميز بتصميم معياري ويمكن تكييفها بمرونة باستخدام وحدات المكونات الإضافية أو تراخيص البرامج.
   يتم استخدامها في الأنظمة المعقدة لتجميع عدة طبقات اتصال بشكل مركزي.

استخدام بوابات ناقل المجال:

تُستخدم بوابات ناقل المجال حيثما يتعين على أنظمة الاتصالات غير المتجانسة العمل معاً. المجالات النموذجية للتطبيق هي:

1. تكامل أنظمة الأتمتة المختلفة:
في مصانع الإنتاج، غالبًا ما تتواصل الآلات في بروتوكولات مختلفة.
تتيح البوابات التحكم الشامل في العمليات وتوحيد البيانات.

2. التحديث والتعديل التحديثي:
عند التبديل من الحافلات الميدانية القديمة إلى شبكات الإيثرنت الصناعية، تتيح البوابات إمكانية الترحيل التدريجي دون الحاجة إلى استبدال البنية التحتية بأكملها.

3. ربط أجهزة الاستشعار والمشغلات بأنظمة التحكم أو أنظمة تكنولوجيا المعلومات:
هنا، تضمن البوابات نقل القيم المقاسة أو بيانات الحالة أو أوامر التحكم بشكل صحيح وفي الوقت الفعلي.

4. الصناعة 4.0 وإنترنت الأشياء:
غالباً ما تعمل البوابات كحلقة وصل بين مرافق الإنتاج وأنظمة التحليل القائمة على السحابة.
وهي تدعم بروتوكولات مثل MQTT أو OPC UA أو REST APIs.

5. أنظمة الأمن والتحكم في الوصول:
في بعض الحالات، تتولى البوابات وظيفة مسار اتصال آمن من خلال تنفيذ وظائف التصفية أو قيود الوصول.

مزايا بوابات ناقل المجال:

تقدم بوابات ناقل المجال مجموعة متنوعة من المزايا، التقنية والاقتصادية على حد سواء:

• فهي تتيح الاتصال بين الأنظمة من مختلف الشركات المصنعة والتقنيات. وهذا يجعل من السهل توسيع أو تحديث الأنظمة المعقدة.
• فبدلاً من استبدال أنظمة التحكم الآلي الكاملة أو هياكل الشبكات، يمكن استخدام البوابات بفعالية من حيث التكلفة لربط الأنظمة غير المتوافقة.
• تسمح البوابات بالاحتفاظ بهياكل ناقل المجال القديمة ودمج أنظمة إيثرنت أو إنترنت الأشياء الجديدة في نفس الوقت. وهذا يطيل بشكل كبير من عمر خدمة الأنظمة الحالية.
• تدعم العديد من البوابات الاتصال الحتمي في الوقت الحقيقي، وهو أمر بالغ الأهمية لأنظمة التحكم في الحركة أو الروبوتات أو خطوط التجميع.
• وبفضل أدوات التشخيص ووظائف التسجيل وواجهات المراقبة، تقدم البوابات رؤى إضافية حول حالة النظام. وهذا يجعل الصيانة أسهل ويزيد من الموثوقية التشغيلية.
• في الأنظمة المعيارية، يمكن تعديل البوابات بسرعة لدمج أقسام الماكينات أو خطوط الإنتاج الجديدة.
• يمكن للبوابات مراقبة تدفقات البيانات أو تصفية الحزم غير المرغوب فيها أو استخدام حدود البروتوكول كحاجز أمان.

تعتبر بوابات ناقل الحقل عنصراً لا غنى عنه في بنيات الأتمتة الحديثة. فهي تتيح الاتصال السلس بين أنظمة الاستشعار والتحكم وتكنولوجيا المعلومات المختلفة وتوفر حلولاً للتكامل والتحديث واتصال إنترنت الأشياء IIoT وتحسين العمليات. وبفضل أنواعها المتنوعة ومرونتها العالية ووظائفها التشخيصية ووظائف السلامة المميزة، فإنها تساهم بشكل حاسم في كفاءة الأنظمة الصناعية وشفافيتها وقابليتها للاستمرار في المستقبل.

ستجد هنا نظرة عامة على أهم النقاط التي يجب مراعاتها عند شراء بوابات ناقل المجال:

يتطلب شراء بوابات ناقل المجال تحليلاً دقيقًا، حيث يمكن أن تؤدي القرارات الخاطئة إلى مشاكل في الاتصال أو تعطل الإنتاج أو زيادة تكاليف الصيانة. لذلك فإن الشراء الاحترافي يتجاوز السعر وحده: يجب أن يأخذ في الاعتبار المتطلبات الفنية والتوافق والأمان وخيارات الخدمة والتوافر طويل الأجل لضمان التشغيل الموثوق والفعال.

• تتمثل الخطوة الأولى في تحديد المتطلبات الفنية بدقة:
• ما هي ناقل المجال أو بروتوكولات الإيثرنت التي يجب دعمها؟
• ما هي أحجام البيانات ومعدلات الإرسال المطلوبة؟
• هل يجب تلبية متطلبات الاتصال في الوقت الحقيقي أو الحتمي؟
• هل يجب دمج وظائف إضافية مثل التخزين المؤقت للبيانات أو التصفية أو التسجيل أو مهام الأتمتة الصغيرة؟
• لا يمكن اختيار بوابة مناسبة تفي بالمتطلبات بشكل موثوق إلا من خلال تحديد دقيق لهذه المعلمات.
• تختلف البوابات اختلافًا كبيرًا في نطاق وظائفها:
• بوابات من ناقل ميداني إلى ناقل ميداني للشبكات القديمة.
• بوابات من ناقل ميداني إلى إيثرنت صناعي للتحديث والتكامل
• بوابات إيثرنت صناعية إلى بوابات إيثرنت صناعية لبنيات الشبكات المعقدة
• بوابات متعددة الوظائف أو بوابات عالمية مع إمكانية التوسيع المعياري
• يجب أن توضح عملية الشراء مع المهندسين التصميم الأمثل للبنية التحتية الحالية والمخطط لها. يمكن أن تؤدي القرارات الخاطئة إلى تكاليف التعديل التحديثي اللاحقة أو مشاكل التكامل.
• يجب أن تقوم بوابات ناقل المجال بترجمة اتصالات الأجهزة بشكل صحيح. وهذا أمر مهم:
• دعم جميع متغيرات وإصدارات البروتوكول ذات الصلة.
• العنونة الصحيحة وتخصيص البيانات.
• مزامنة أوقات الدورات وأحداث التشغيل.
• يمكن أن يؤدي التوافق غير الكامل إلى بيانات غير صحيحة أو أعطال أو حتى تعطل النظام.
• يجب أن يعطي الشراء الأفضلية للمصنعين الذين يمكنهم إثبات قوائم توافق شاملة ومشاريع مرجعية.
• في عمليات الأتمتة الحديثة، يعد الاتصال الحتمي أمرًا بالغ الأهمية، على سبيل المثال في أنظمة التحكم في الحركة أو عمليات التصنيع المتزامنة. يجب أن تكون البوابة قادرة على
• الحفاظ على زمن انتقال قصير.
• إعادة إنتاج أوقات الدورات بدقة.
• تجنب فقدان البيانات أو التأخير.
• يجب أن تبحث عملية الشراء عن الأجهزة ذات وظائف الوقت الحقيقي أو تحديد الأولويات التي تلبي متطلبات العملية.
• توفر البوابات الحديثة أدوات تشخيص ومراقبة ووظائف إنذار متكاملة.
• سيضمن الشراء الاحترافي توفر هذه الميزات وسهولة الوصول إليها لتقليل وقت التوقف عن العمل.
• غالبًا ما تتعامل البوابات مع الاتصال بين الشبكات المختلفة ويمكن أن تعمل كحاجز أمني.
• يجب على قسم المشتريات التحقق مما إذا كانت الأجهزة تفي بمتطلبات الأمان الخاصة بالصناعة المعنية.
• يجب أن تكون التهيئة والتشغيل بسيطة قدر الإمكان. هذا أمر بالغ الأهمية:
• واجهات برمجية بديهية.
• دعم الأتمتة عبر البرامج النصية أو القوالب.
• التكامل في أنظمة SCADA أو PLC أو MES الحالية.
• إمكانية الصيانة والتحديث عن بُعد.
• توفر البوابة سهلة الاستخدام تكاليف التدريب وتقلل من الأخطاء أثناء التشغيل.
• غالباً ما تعمل البوابات بشكل مستمر في البيئات الصناعية القاسية.
• الموثوقية أمر بالغ الأهمية لتجنب التعطل وخسائر الإنتاج.
• تعتبر أوقات التسليم والدعم والتوافر طويل الأجل مهمة بشكل خاص للمشاريع ذات العمر التشغيلي الطويل أو التوسعات المخطط لها للنظام.
• سعر الشراء المناسب وحده لا يضمن حلاً اقتصاديًا. يجب أن يأخذ الشراء في الاعتبار دورة الحياة والتكاليف الإجمالية.

يتطلب الشراء الاحترافي لبوابات ناقل المجال تنسيقًا دقيقًا بين التكنولوجيا والإنتاج وتكنولوجيا المعلومات وضمان الجودة. لا يمكن ضمان حلول اتصالات موثوقة وفعالة ومستقبلية في الأنظمة الصناعية إلا من خلال أخذ نظرة شاملة للمعايير المذكورة. تساهم بوابات ناقل المجال المختارة باحترافية مساهمة حاسمة في استقرار العملية وجودة البيانات والموثوقية التشغيلية الشاملة وتجنب التعديلات التحديثية المكلفة أو التوقف عن العمل.

يمكن شراء بوابات ناقل المجال من موردين مختلفين. ستجد معلومات شاملة عن الشركات المصنعة والموردين لبوابات ناقل المجال حول العالم على موقع Exportpages.