Ethernet เทคโนโลยีเครือข่ายการเชื่อมต่อเพื่อรับส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูง

Ethernet คือหนึ่งในรูปแบบการสื่อสารและรับส่งข้อมูลความเร็วสูงที่นิยมใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งตอบโจทย์ยุค Industry 4.0 ที่มีการสื่อสารและส่งต่อข้อมูลอยู่อย่างต่อเนื่อง บทความนี้จะอธิบายถึงหลักการทำงาน ทั้งเรื่องเบื้องต้นว่า Ethernet คืออะไร สาย Ethernetคืออะไร และ Ethernet กับ Internet ต่างกันอย่างไร รวมไปถึงเรื่องอื่นๆ ที่ควรรู้เพื่อยกระดับโรงงานให้เป็น Smart Factory ที่มีคุณภาพ

ทำความรู้จักกับ Ethernet

Ethernet คือ เทคโนโลยีเครือข่ายที่ใช้ในการรับส่งข้อมูล ในปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาและปรับปรุงภายใต้ความดูแลและรับผิดชอบของสถาบัน IEEE หรือ Institute of Electrical and Electronics Engineer ซึ่งสาย Ethernet ได้รับความนิยมเพราะสามารถส่งต่อข้อมูลได้เร็วกว่าวิธีอื่นๆ และมีต้นทุนในการนำมาใช้งานต่ำ สามารถรับส่งข้อมูลได้ในระดับ Gigabit Ethernet ซึ่งความเร็วระดับนี้ถือว่าเหมาะสำหรับโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่มีอุปกรณ์หลายตัวที่ต้องสื่อสารกันอย่างต่อเนื่อง

หลักการทำงานของ Ethernet

ในยุค Smart Factory หรือยุคอุตสาหกรรม 4.0 นั้น Ethernet คือหนึ่งในปัจจัยสำหรับโรงงานต่างๆ โดยเฉพาะในโรงงานอุตสาหกรรม ซึ่งจะมีหลักการทำงานด้วยการรับส่งข้อมูลที่มีความเร็วสูง อีกทั้งยังมีเสถียรภาพสูง ด้วยวิธีการสื่อสารแบบโปรโตคอล (Protocol) ระหว่างอุปกรณ์หนึ่งไปยังอุปกรณ์อื่นๆ จึงทำให้นอกจากจะสามารถใช้สัญญาณเพื่อรับและส่งข้อมูลในระยะไกลแล้ว ยังทำให้การติดต่อสื่อสารได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็วอีกด้วย จึงทำให้ Ethernet กลายเป็นเครือข่าย LAN ที่ได้รับความนิยมแพร่หลายนั่นเอง

สิ่งที่ต้องคำนึงเกี่ยวกับ Industrial Ethernet

ระบบ Industrial Ethernet ต้องอาศัยสิ่งแวดล้อมที่เหมาะสมเพื่อให้การทำงานปลอดภัย มั่นคง คงทนและมีประสิทธิภาพ เหมือนกับมนุษย์ที่ต้องการสภาพแวดล้อมการทำงานที่เหมาะสมเพื่อให้ทำงานได้ราบรื่น นอกจากนั้น สิ่งแวดล้อมที่เหมาะสมจะช่วยลดปัญหาต่างๆ ได้ ไม่ว่าจะเป็นปัญหาระบบ Ethernet ไม่เชื่อมต่อ สายเสียหาย หรือ อันตรายอื่นๆ

วัตถุประสงค์ในการใช้งาน

สิ่งแรกที่ต้องคำนึงถึง คือ วัตถุประสงค์ของการเลือกใช้เครือข่าย Industrial Ethernet เพราะวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกันมีผลต่อการเตรียมสภาพแวดล้อมซึ่งแตกต่างกันไป ยกตัวอย่างเช่น ในบางพื้นที่อาจจำเป็นต้องเพิ่มการป้องกันสัญญาณรบกวนเพื่อป้องกันปัญหาที่ทำให้การเชื่อมต่อมีปัญหาได้

สภาพแวดล้อม/สถานที่ติดตั้งเครือข่าย

การติดตั้งอุปกรณ์ในโรงงานโดยตรง จำเป็นต้องมีความทนทานหลากหลายด้าน และจำเป็นต้องทนทานมากกว่าการติดตั้งในสำนักงานหรือออฟฟิศ รวมถึงต้องจัดการรูปแบบการเดินสายให้เหมาะสมต่อสถานที่ เพื่อเลี่ยงปัญหาสายถูกรบกวน และทำให้การส่งต่อข้อมูลเป็นไปอย่างราบรื่น

อุณหภูมิ

อุณหภูมิเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อการทำงานของเครือข่าย Industrial Ethernet โดยหากร้อนหรือเย็นเกินไปก็อาจส่งผลให้เกิดผลกระทบกับระบบ โดยเฉพาะความเย็นถือว่าเป็นอันตรายมาก ยิ่งถ้าเป็นความเย็นในระดับที่เข้าใกล้จุดเยือกแข็งนั้นจะส่งผลให้ปลอกหุ้มสายและหัวเชื่อมต่อสูญเสียความยืดหยุ่นและแตกได้ แม้ว่าจะไม่มีแรงมากระแทกหรือถูกบิดงอก็ตาม

ส่วนความร้อนหรืออุณหภูมิที่สูง อาจทำให้ปลอกหุ้มสายและหัวเชื่อมต่อละลาย จนนำไปสู่การเกิดไฟช็อตได้ แม้ว่าความร้อนอาจจะไม่ได้ทำให้รูปร่างภายนอกของอุปกรณ์ดูแปลกไป แต่ก็ส่งผลกระทบต่อการส่งผ่านข้อมูลจากภายในตัวสายหรือหัวเชื่อมต่อได้เช่นกัน อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้จึงต้องมีความทนทาน และมีมาตรฐานต่างๆ เฉพาะด้านรองรับ

การเชื่อมต่อสัญญาณ

โดยปกติแล้ว ปัญหาเรื่องสัญญาณรบกวนถือว่าเป็นปัญหาที่ต้องคำนึงถึง เนื่องจากพื้นที่ปฏิบัติการในโรงงานนั้นมีการปล่อยคลื่นไฟฟ้าและคลื่นแม่เหล็ก ทั้งที่มาจากอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูง มอเตอร์ขนาดใหญ่ รวมถึงสายไฟที่เดินอยู่ภายในพื้นที่ ซึ่งคลื่นจากอุปกรณ์ดังกล่าวอาจรบกวนการรับ-ส่งข้อมูลได้ ดังนั้น อุปกรณ์ที่นำมาใช้ในโรงงานจึงควรจะเป็นอุปกรณ์ที่ป้องกันสัญญาณรบกวน เพื่อป้องกันการรับ-ส่งข้อมูลผิดพลาด

ซึ่งสาย Industrial Ethernet มีด้วยกันหลายแบบ เช่น Copper Cable ที่มี Shield ถึง 2 ชั้น ส่วนในระบบที่มีสัญญาณรบกวนมากเป็นพิเศษ หรือต้องการเดินสายสัญญาณในระยะไกล ก็สามารถเลือกใช้สายสัญญาณแบบ Fiber Optic ได้

สารเคมี

สภาพแวดล้อมในโรงงานบางประเภทนั้นมีการใช้สารเคมีด้วย ซึ่งสารเคมีอาจทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลงได้ ดังนั้น อุปกรณ์ที่จะนำมาใช้ในโรงงานประเภทนี้จำเป็นที่จะต้องทนต่อสารเคมีมากกว่าปกติ

การสั่นสะเทือน

การผลิตบางประเภทอาจก่อให้เกิดการสั่นสะเทือน ซึ่งทำให้สายอุปกรณ์ที่เสียบอยู่หลุดออกจากเบ้าเสียบ หรือหัวต่ออาจหลวม ทำให้การเชื่อมต่อไม่สมบูรณ์ได้ ดังนั้น อุปกรณ์ต่างๆ ที่ใช้ในโรงงานประเภทนี้จึงควรได้รับมาตรฐานที่สามารถรองรับแรงสั่นสะเทือนเหล่านี้ รวมถึงมีวิธีป้องกันไม่ให้สายหลุดง่าย

CC-Link IE เครือข่ายผสานเพื่อเสริมการทำงานของ Industrial Ethernet ให้ดียิ่งขึ้น

Ethernet คือสิ่งที่ช่วยให้เครื่องจักรสามารถสื่อสารกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ รับส่งข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว และป้องกันความผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้นได้ในระบบ FA (Factory Automation) ซึ่งเครือข่ายของ CC-Link IE จะช่วยสนับสนุนให้การส่งข้อมูลแบบวนผ่านสาย Ethernet มีประสิทธิภาพมากขึ้น ช่วยลดโอกาสเกิดความผิดพลาดต่างๆ และสามารถตรวจสอบปัญหาที่เกิดขึ้นเพื่อแก้ไขได้ทันที

ข้อดีของการใช้ CC-Link IE มีอยู่มากมาย ดังนี้

ช่วยลดต้นทุนด้านทรัพยากรต่างๆ เช่น ค่าใช้จ่าย ระยะเวลาการผลิต
กระบวนการทำงานที่ราบรื่นขึ้น
ความผิดพลาดที่น้อยลง
สามารถซ่อมแซม อัปเกรดได้ง่าย
ใช้คนน้อย
ป้องกันความผิดพลาด และแก้ไขความผิดพลาดได้รวดเร็ว

อย่างไรก็ตาม แม้การใช้งาน CC-Link IE จะมีข้อดีและเป็นประโยชน์ต่อผู้ประกอบการในการจัดการและควบคุมระบบโรงงานอุตสาหกรรม แต่อาจต้องคำนึงถึงการใช้งาน สภาพแวดล้อม และปัจจัยอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานระบบเครือข่าย Industrial Ethernet เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานและรับส่งข้อมูลต่างๆ ให้ดียิ่งขึ้น

Ethernet คือระบบเครือข่ายความเร็วสูงที่เหมาะใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีความเฉพาะทางอย่างโรงงาน ซึ่งแม้ว่าสาย Ethernet จะมีความซับซ้อนอยู่บ้าง แต่ประสิทธิภาพที่ได้รับกลับมานั้นคุ้มค่าอย่างแน่นอน โดยเครือข่ายนี้สามารถรองรับความเร็วระดับ Gigabit Ethernet ใช้สั่งการอุปกรณ์และเครื่องจักรต่างๆ ให้ทำงานได้อย่างมีเสถียรภาพและแม่นยำ และช่วยป้องกันโอกาสเกิดข้อผิดพลาดที่ตามมา ทำให้สามารถใช้ได้ในโรงงานใหญ่และตอบโจทย์ Smart Factory ได้ครบถ้วนเลยทีเดียว

บทความก่อนหน้า หน้าหลักบทความ บทความถัดไป