Jak průmyslové sítě vytvářejí chytré město

Od Phillipa Dodda, technologického vedoucího inženýrské infrastruktury a zabezpečení IIoT, Fiberroad Technology
průmyslové sítě chytrých měst

Pokud jste ve světě sítí nováčkem, budete se zajímat o další informace o přepínačích průmyslových sítí. Tyto přepínače poskytují ethernetové připojení s vysokou hustotou a redundanci multicastového provozu na úrovni milisekund. Jsou ideální pro kritickou městskou infrastrukturu, dopravu a sledovací aplikace.

Pro chytrá města i IIoT je zásadní kombinace tradičních a inovativních komunikačních technologií. K poskytování těchto služeb musí chytré objekty komunikovat a využívat data v reálném čase. Konektivita je poskytována pomocí řady technologií a protokolů, které se volí v závislosti na požadavcích aplikace.

Co je přepínač průmyslové sítě?

An Průmyslový síťový přepínač také známý jako Průmyslový přepínač Ethernet je síťové zařízení, které podporuje širokou škálu průmyslových odvětví. Zaměřuje se na design smyčky, aby byla flexibilní, cenově výhodná průmyslová komunikace Ethernet. Tato zařízení mají jeden a více kroužků, aby splňovaly jedinečné požadavky různých průmyslových odvětví. 

Přepínač průmyslové sítě umožňuje řízený a cílený přenos dat. Přepínač průmyslové sítě je obvykle fyzicky umístěn a nakonfigurován tak, aby byl umístěn optimálně. Průmyslové spínače mohou být nespravované nebo řízené. Spravované ethernetové přepínače nabízejí více možností redundance, včetně kruhové topologie a protokolu Rapid Spanning Tree. 

Co je Smart City?

Smart City je technologicky vyspělá městská oblast. Využívá senzory a elektronické metody ke shromažďování dat za účelem efektivnější správy svých zdrojů a majetku. Tato data se pak použijí ke zlepšení provozu města. Tento typ města bude mít mnoho aplikací, včetně zlepšeného řízení dopravy, dopravních zácp a monitorování životního prostředí. Abychom pochopili, jak chytrá města fungují, měli bychom prozkoumat, co dělá město chytrým. Zde je pět výhod chytrých měst:

Atraktivní město je město, kde se dá žít. Přitahuje podniky i obyvatele. Začleněním internetu věcí do své infrastruktury může Smart City zlepšit dopravu, nakládání s odpady, dopravu a komunální služby. Díky tomu jsou města efektivnější a mohou městům ušetřit peníze. Inteligentní města získávají na celém světě na popularitě, přičemž většina nových projektů se soustředí v Číně a na Blízkém východě. Města v Torontu, Singapuru a Reykjavíku nyní začleňují digitální technologie do svých operací.

Koncept „chytrého města“ je komplexní systém vzájemně se ovlivňujících systémů. Tyto systémy musí být transparentní a standardizované, protože jinak se stanou těžkopádnými a drahými. Některé součásti chytrého města zahrnují vysokorychlostní optické a kabelové sítě, senzory a inteligentní dopravní systémy. Průmyslové sítě lze také organizovat pomocí „inteligentní“ elektrické sítě. A chytré město pomůže lidem spravovat své zdraví a ušetřit peníze.

Proč je potřeba, aby město bylo chytré?

Zatímco některá města chytré technologie přijala, jiná nikoli. Chytrá města nejsou jen o zefektivnění provozu a digitálních rozhraní k infrastruktuře. Zaměřují se na lidi a integraci dat, aby se mohli lépe rozhodovat pro kvalitu života. Tento trend může městům pomoci zlepšit život a snížit náklady a zároveň dosáhnout udržitelného růstu. Zde jsou tři důvody, proč jsou chytrá města cestou budoucnosti. Mohou pomoci zlepšit kvalitu života obyvatel, přilákat investice a chránit životní prostředí.

Udržitelná města mohou být energeticky účinná. Ve španělské Barceloně například chytré veřejné osvětlení vysává odpad z popelnic do podzemního úložiště. Solární panely na kontejnerech na odpad upozorňují představitele města na požáry nebo ucpávky. Chytré elektroměry odměňují lidi, kteří snižují svou spotřebu energie, a mohou pomoci zlepšit veřejné zdraví. Kromě toho, že jsou chytrá města šetrná k životnímu prostředí, snižují také riziko kriminality, čekací doby na taxíky a chůzi ve tmě.

Inteligentní města pomáhají zlepšit přístup k veřejnému zdraví. Zařízení umístěná po celém chytrém městě mohou monitorovat zdraví člověka a odesílat data lékaři v reálném čase. Tato zařízení lze použít k prevenci nemocí, zjišťování potenciálních hrozeb a poskytování aktualizací zdravotního stavu v reálném čase. Chytrá města také pomáhají posilovat komunity. Mohou být použity k monitorování sousedství nebo specifické skupiny obyvatel. Takový systém může pomoci izolovat infikovanou populaci, což usnadňuje vyšetřování zdroje infekce.

Implementace řady aplikací pro chytré město může snížit počet úmrtí v silničním provozu a požárů o osm až deset procent. To stačí k záchraně 300 životů ročně! Inteligentní města mohou také snížit kriminalitu tím, že zkrátí dobu odezvy záchranných služeb. Dohlížecí kamery instalované v obchodech mohou například monitorovat aktivitu a poskytovat důkazy odpůrcům poté, co došlo k trestnému činu. Díky chytrým městům mohou tyto výhody zvýšit naši bezpečnost a náš pocit bezpečí.

Aplikace Smart City

Byly provedeny studie o dopadu aplikací inteligentních měst na řadu dimenzí, od kvality zdraví a životního prostředí po sociální propojenost a občanskou účast. Aplikace inteligentních měst také ovlivňují ekonomiku, pracovní místa a životní náklady. Tyto studie odhalují mnoho výhod aplikací chytrých měst. Tento výzkum ukazuje, že výhod chytrých městských aplikací je mnoho, ale které z nich budou mít největší dopad na společnost? Zde jsou některé z aplikací Smart City, čtěte dále a dozvíte se více!

1. Inteligentní infrastruktura

Rozvoj chytré infrastruktury pro aplikace Smart City je klíčovým aspektem dosažení skutečně propojeného města. Tento druh technologie shromažďuje, zpracovává a nasazuje informace k zajištění co nejefektivnějšího využití omezených zdrojů, jako je energie a voda. Na rozdíl od tradičních systémů tento typ technologie umožňuje automatické přizpůsobení měnícím se podmínkám. Infrastruktura inteligentních měst zahrnuje chytré sítě, budovy, veřejnou infrastrukturu a pláže. Chytré sítě berou v úvahu chování uživatelů, kteří jsou k nim připojeni, aby optimalizovali správu zdrojů a minimalizovali ztráty. Chytrá vysokonapěťová přenosová síť energie například lépe monitoruje připojená zařízení a dosahuje efektivní distribuce.

2. Řízení kvality ovzduší

Chytrá města se stala důležitým nástrojem pro řešení znečištění ovzduší. Znečištění ovzduší může způsobit nemoci a dokonce způsobit smrt. S trochou technologie mohou chytrá města monitorovat kvalitu ovzduší a dokonce proměnit konkrétní zóny na zóny bez emisí. Tyto aplikace pro chytrá města mohou také zakázat konkrétní zdroje znečištění ovzduší. Čtěte dále a zjistěte, jak lze tuto technologii využít v chytrých městech. Začněme pohledem na některé z nejčastějších problémů s kvalitou ovzduší.

Sítě senzorů a systémy měření kvality ovzduší, které lze použít v chytrých městech, jsou stále dostupnější. Senzory lze instalovat na pouliční osvětlení, které lze umístit dostatečně vysoko, aby bylo bezpečné před vandaly, a zároveň dostatečně nízko, aby bylo možné měřit vzduch, který lidé dýchají. Chytrá světla lze také připojit přímo k hybridním vozidlům. Když je úroveň znečištění vysoká, systém dokáže automaticky přepnout tato vozidla do elektrického režimu. Tato technologie nakonec připravuje cestu pro chytrá města.

průmyslová síť řízení kvality ovzduší smart city

3. Chytré parkování

Přidání chytrých parkovacích řešení do měst nejen zlepší plynulost dopravy, ale prospěje také nemovitostem, dopravě, inženýrským sítím a kulturnímu dědictví. Například tím, že určí, která parkovací místa jsou oblíbená, budou moci městské úřady vytvořit vzorce dopravního proudu a vyhnout se zácpám. Navíc tato řešení mohou pomoci zlepšit hygienu nemocnic. Se všemi těmito výhodami je chytré městské parkování nezbytnou součástí rozvoje chytrých měst.

4. Řízení provozu

K řízení používání silnic se používá řada hardwaru pro řízení dopravy. Vysoce výkonná vozidla shromažďují data, jako je inventář, geometrie a 360stupňová fotogrammetrie. Systémy řízení dopravy také využívají automatické stanice pro počítání vozidel, které poskytují historické a aktuální informace o používání vozidel. Z hardwaru pro řízení provozu se shromažďují různé typy dat, aby bylo možné určit, kde a jak se provoz pohybuje, a podle toho jej spravovat. Systémy řízení dopravy pomáhají řídit dopravní tok ve městě a mohou také pomoci určit potřebnou obnovu silnic.

průmyslová síť chytrého města

5. Chytré nakládání s odpady

Chytré řešení nakládání s odpady založené na IIoT využívá senzory ke sledování pohybu, plnosti a teploty odpadkového koše. Palubní kamery navíc mohou monitorovat polohu a další podmínky, čímž zlepšují správu vozového parku označováním plánované údržby. Výhod odpadkových košů IoT je mnoho. Inteligentní řešení pro nakládání s odpady využívají několik různých IT prvků ke snížení provozních nákladů a zvýšení efektivity. Koncept chytrého systému nakládání s odpady má za cíl zlepšit spokojenost občanů snížením dopravy a zlepšením životního prostředí. Dosahuje toho prostřednictvím optimalizace míry detekce odpadu a bezdrátových přenosových systémů. 

Výhody průmyslového síťového přepínače

Mezi různé výhody průmyslového síťového přepínače patří jeho schopnost přizpůsobit se širokému teplotnímu prostředí, jeho dlouhá životnost a vynikající výkon proti rušení. Kromě toho lze přepínač nainstalovat do průmyslové sítě, aniž by to ovlivnilo celkový výkon sítě. Pokud vás zajímá, jak může tento druh přepínače zlepšit vaše podnikání, čtěte dále. Koneckonců, účelem tohoto typu přepínače je, aby byl váš přenos dat cílenější a kontrolovanější.

1. Přizpůsobte se prostředí s vysokou teplotou

Průmyslový síťový přepínač musí být navržen tak, aby vydržel ty nejnáročnější podmínky. Průmyslové ethernetové přepínače musí být robustní a odolávat velkým teplotním výkyvům. Na rozdíl od typického ethernetového přepínače musí průmyslové přepínače odolávat silným vibracím a nárazům. Na rozdíl od typického ethernetového přepínače musí průmyslové přepínače odolávat teplotním změnám.

2. Dlouhá životnost

Zatímco přepínače podnikových informačních technologií jsou ideální pro aplikace datových center, průmyslové přepínače jsou stavěny pro prostředí s drsnějšími podmínkami. Obvykle mají krytí IP40 a jsou schváleny pro nebezpečná prostředí. Ve srovnání s běžnými ethernetovými přepínači jsou průmyslové přepínače odolné, odolávají extrémním teplotním výkyvům a elektrickému šumu a lze je instalovat v nejnáročnějších prostředích. Zde je návod, jak určit, zda je průmyslový ethernetový přepínač správnou volbou pro váš projekt.

Průmyslový přepínač je navržen tak, aby vydržel drsné podmínky a držel krok s potřebami vaší sítě po mnoho let. Protože prostoje stojí v průmyslovém prostředí hodně, je průmyslový ethernetový přepínač vyroben tak, aby vydržel dlouhou dobu. Tato odolnost je užitečná zejména na vzdálených místech, kde pracovníci IT nemusí být k dispozici pro opravy součástí. To znamená, že průmyslové ethernetové přepínače mohou vydržet až 10 let nebo více. Firemní IT přepínač může poskytnout životnost pouze 1.5–3 roky, zatímco průmyslový ethernetový přepínač může poskytovat spolehlivé připojení po mnoho let.

3. Výkon super proti rušení

Průmyslové spínače jsou speciálně navrženy tak, aby vydržely různé podmínky, včetně vysokých teplot, silného prachu a drsných podmínek prostředí. Vzhledem k vysokým požadavkům na komponenty jsou tyto spínače často zabudovány v robustních kovových pouzdrech pro zvýšenou fyzickou pevnost a ochranu. Kryty s krytím IP30 chrání nepoužívané ethernetové porty. Navíc lze tyto spínače namontovat na 35mm DIN lištu. Navíc mají možnosti pro montáž zadního panelu.

Industrial Ethernet Switch byl vyvinut tak, aby vyhovoval potřebám flexibilních průmyslových aplikací. Přepínač může poskytnout nákladově efektivní řešení komunikace průmyslového Ethernetu. Jeho design se zaměřuje na design smyčky, která může být buď jednokruhová nebo vícekruhová. 

4. Síť rychlého vyzvánění

Tento typ sítě umožňuje rychlý a spolehlivý přenos dat mezi různými pracovními stanicemi. Vzhledem k tomu, že zařízení v síti jsou propojena, může tento typ sítě podporovat mnoho pracovních stanic a je také dostatečně přizpůsobivý a flexibilní, aby vyhovoval novým zařízením. Ve srovnání s hvězdicovými topologiemi může kruhová síť obsluhovat více zařízení na menším prostoru.

Tento typ sítě je založen na protokolu Media Redundancy Protocol, protokolu založeném na standardech, který zaručuje rychlé převzetí služeb při selhání. Při použití této metody má každý přepínač redundantní připojení k síti. Tento design také umožňuje jednodušší a nákladově efektivnější infrastrukturu kabeláže. Síť Fast Ring Network je dobrou volbou pro průmyslová prostředí, kde jeden bod může narušit výrobu. 

5. Redukce šumu

Přepínače průmyslového Ethernetu podporují kabely s kroucenými dráty i optickými vlákny. Na krátké vzdálenosti stačí kroucená kabeláž, ale v mnoha průmyslových prostředích nabízí kabeláž z optických vláken větší flexibilitu a dosah. V hlučném prostředí může elektrický šum narušit připojení k síti. To je důvod, proč průmyslové ethernetové přepínače pomáhají tlumit hluk a zlepšovat síťové připojení. Kromě redukce šumu mají průmyslové ethernetové přepínače také širší šířku pásma.

Na rozdíl od standardních PoE přepínačů mají průmyslové PoE přepínače redundantní napájecí vstupy. Na rozdíl od standardních přepínačů mohou průmyslové přepínače PoE tvořit redundantní sítě s minimálními prostoji kvůli ekologickým problémům. Vyznačují se rychlou dobou samoopravy, která jim umožňuje zotavit se z neúspěšných datových cest za méně než 50 milisekund. Průmyslové přepínače PoE navíc poskytují robustní zabezpečení a umožňují fungování sítě, i když dojde k výpadku napájení. Přepínače jsou navíc vybaveny robustním firewallem, který chrání data.

Konečná myšlenka

Implementace bude klíčová, ale skutečné výhody IIoT se projeví, když se integrují systémy z více domén. Představte si chytré město, které zahrnuje desítky normálně uzavřených oddělení. Například veřejná nemocnice využívá jak solární a větrnou energii, tak dieselové generátory. Systém IIoT může spravovat energetické zátěže a generátory energie. Může být také integrován se systémem automatizace budovy.

Pro nasazení řešení IIoT musí být města schopna spravovat obrovské objemy dat, která generují. Vzhledem k tomu, že města obsahují velké infrastrukturní sítě, je IIoT ideálním kandidátem pro tento přístup. Nasazením řešení pro chytrá města tyto projekty propojují města a přidávají inteligenci do systému. Výzvy jsou však často skličující než příležitosti. V tomto článku se podíváme na některé výzvy při zavádění IIoT a na to, jak může pomoci městům.