Hoe industriële netwerken slimme steden maken

Door Phillip Dodd, Technology Lead IIoT Engineering Infrastructure & Security, Fiberroad Technology
slimme stads industriële netwerken

Als u nieuw bent in de wereld van netwerken, zult u geïnteresseerd zijn in meer informatie over industriële netwerkswitches. Deze switches bieden high-density Ethernet-connectiviteit en multicast-verkeersredundantie op millisecondenniveau. Ze zijn ideaal voor kritieke stadsinfrastructuur, transport en bewakingstoepassingen.

Voor zowel smart cities als IIoT is de combinatie van traditionele en innovatieve communicatietechnologieën cruciaal. Om deze diensten te kunnen leveren, moeten slimme objecten communiceren en real-time gegevens gebruiken. De connectiviteit wordt geleverd met behulp van een reeks technologieën en protocollen, die worden gekozen afhankelijk van de toepassingsvereisten.

Wat is een industriële netwerkswitch?

An Industriële netwerkswitch ook gekend als Industriële Ethernet-schakelaar is een netwerkapparaat dat een breed scala aan industrieën ondersteunt. Het richt zich op lusontwerp om flexibel te zijn, kosteneffectieve industriële Ethernet-communicatie. Deze apparaten hebben enkele en meerdere ringen om te voldoen aan de unieke vereisten van verschillende industrieën. 

Een industriële netwerkswitch maakt een gecontroleerde en gerichte overdracht van gegevens mogelijk. Een industriële netwerkswitch is meestal fysiek geplaatst en geconfigureerd om optimaal te worden gepositioneerd. Industriële schakelaars kunnen onbeheerd of beheerd zijn. Managed Ethernet-switches bieden meerdere redundantie-opties, waaronder ringtopologieën en Rapid Spanning Tree Protocol. 

Wat is slimme stad?

Een Smart City is een technologisch geavanceerd stedelijk gebied. Het maakt gebruik van sensoren en elektronische methoden om gegevens te verzamelen om zijn middelen en activa efficiënter te beheren. Deze gegevens worden vervolgens gebruikt om de werking van de stad te verbeteren. Dit type stad zal vele toepassingen hebben, waaronder verbeterd verkeersbeheer, verkeersopstoppingen en milieumonitoring. Om te begrijpen hoe slimme steden werken, moeten we onderzoeken wat een stad slim maakt. Hier zijn vijf voordelen van slimme steden:

Een aantrekkelijke stad is een leefbare stad. Het trekt zowel bedrijven als bewoners aan. Door het internet der dingen in zijn infrastructuur op te nemen, kan een slimme stad het verkeer, het afvalbeheer, het vervoer en de gemeentelijke diensten verbeteren. Dit maakt steden efficiënter en kan steden geld besparen. Slimme steden winnen over de hele wereld aan populariteit, waarbij de meeste nieuwe projecten geconcentreerd zijn in China en het Midden-Oosten. Steden in Toronto, Singapore en Reykjavik nemen nu digitale technologieën op in hun activiteiten.

Het concept van een 'slimme stad' is een complex systeem van op elkaar inwerkende systemen. Deze systemen moeten transparant en gestandaardiseerd zijn, omdat ze anders omslachtig en duur worden. Sommige slimme stadscomponenten omvatten snelle optische en bekabelde netwerken, sensoren en intelligente transportsystemen. Industriële netwerken kunnen ook worden georganiseerd met een "slim" elektriciteitsnet. En een slimme stad zal mensen helpen hun gezondheid te beheren en geld te besparen.

Waarom de stad slim maken?

Terwijl sommige steden slimme technologie hebben omarmd, hebben andere dat niet gedaan. Slimme steden gaan niet alleen over het stroomlijnen van operaties en digitale interfaces met infrastructuur. Ze richten zich op mensen en het integreren van gegevens om betere beslissingen te nemen voor de kwaliteit van leven. Deze trend kan steden helpen hun leven te verbeteren en kosten te verlagen en tegelijkertijd duurzame groei te realiseren. Hier zijn drie redenen waarom slimme steden de weg van de toekomst zijn. Ze kunnen helpen de levenskwaliteit van de bewoners te verbeteren, investeringen aan te trekken en het milieu te beschermen.

Duurzame steden kunnen energiezuinig zijn. In Barcelona, ​​Spanje, bijvoorbeeld, zuigt slimme openbare verlichting afval uit vuilnisbakken naar ondergrondse opslagplaatsen. Zonnepanelen op afvalcontainers waarschuwen stadsambtenaren voor branden of verstoppingen. Slimme energiemeters belonen mensen die hun energieverbruik verminderen en kunnen bijdragen aan de verbetering van de volksgezondheid. Behalve dat ze milieuvriendelijk zijn, verminderen slimme steden ook het risico op criminaliteit, wachttijden voor taxi's en lopen in het donker.

Slimme steden helpen de toegang tot de volksgezondheid te verbeteren. Apparaten die overal in een slimme stad zijn geplaatst, kunnen de gezondheid van een persoon volgen en gegevens in realtime naar een arts sturen. Deze apparaten kunnen worden gebruikt om ziekten te voorkomen, potentiële bedreigingen te detecteren en realtime updates over gezondheidsproblemen te geven. Slimme steden helpen ook gemeenschappen te versterken. Ze kunnen worden gebruikt om een ​​wijk of specifieke groep bewoners te monitoren. Zo'n systeem kan helpen een geïnfecteerde populatie te isoleren, waardoor het gemakkelijker wordt om de bron van de infectie te onderzoeken.

Implementatie van een smart city-assortiment kan het aantal doden in het wegverkeer en bij brand met acht tot tien procent verminderen. Dat is genoeg om 300 levens per jaar te redden! Slimme steden kunnen ook criminaliteit terugdringen door de responstijd voor hulpdiensten te verbeteren. Bewakingscamera's die in winkels zijn geïnstalleerd, kunnen bijvoorbeeld activiteiten volgen en bewijs leveren aan hulpverleners nadat een misdrijf heeft plaatsgevonden. Met slimme steden kunnen deze voordelen onze veiligheid en ons veiligheidsgevoel vergroten.

Smart City-toepassingen

Er zijn studies uitgevoerd naar de impact van smart city-toepassingen op een reeks dimensies, van gezondheids- en milieukwaliteit tot sociale verbondenheid en burgerparticipatie. Smart city-toepassingen hebben ook invloed op de economie, banen en kosten van levensonderhoud. Deze onderzoeken tonen de vele voordelen van smart city-toepassingen aan. Dit onderzoek laat zien dat de voordelen van smart city-toepassingen talrijk zijn, maar welke zullen de grootste impact hebben op de samenleving? Hier zijn enkele van de Smart City-toepassingen, lees verder voor meer informatie!

1. Slimme infrastructuur

Het ontwikkelen van een slimme infrastructuur voor slimme stadstoepassingen is een belangrijk aspect van het bereiken van een echt verbonden stad. Dit soort technologie verzamelt, verwerkt en implementeert informatie om ervoor te zorgen dat beperkte hulpbronnen, zoals energie en water, zo effectief mogelijk worden gebruikt. In tegenstelling tot traditionele systemen maakt dit type technologie automatische aanpassing aan veranderende omstandigheden mogelijk. Slimme stadsinfrastructuren omvatten slimme netwerken, gebouwen, openbare infrastructuur en stranden. Slimme netwerken houden rekening met het gedrag van de gebruikers die erop zijn aangesloten om het beheer van hulpbronnen te optimaliseren en verliezen te minimaliseren. Een slim hoogspanningsnet voor energietransmissie bijvoorbeeld, monitort aangesloten apparaten beter en zorgt voor een efficiënte distributie.

2. Luchtkwaliteitsbeheer

Slimme steden zijn een belangrijk instrument geworden om luchtverontreiniging aan te pakken. Luchtverontreiniging kan ziekten veroorzaken en zelfs tot de dood leiden. Met een beetje technologie kunnen slimme steden de luchtkwaliteit monitoren en zelfs specifieke zones omtoveren tot emissievrije zones. Deze smart city-toepassingen kunnen ook specifieke bronnen van luchtverontreiniging uitbannen. Lees verder om te leren hoe deze technologie kan worden gebruikt in slimme steden. Laten we beginnen met een blik op enkele van de meest voorkomende problemen met de luchtkwaliteit.

Sensornetwerken en meetsystemen voor luchtkwaliteit die in slimme steden kunnen worden gebruikt, worden steeds breder beschikbaar. Sensoren kunnen worden geïnstalleerd bij straatlantaarns, die hoog genoeg kunnen worden geplaatst om veilig te zijn voor vandalen en laag genoeg om de lucht te meten die mensen inademen. Slimme lampen kunnen ook rechtstreeks op hybride voertuigen worden aangesloten. Wanneer de vervuilingsniveaus hoog zijn, kan het systeem deze voertuigen automatisch overschakelen naar elektrische modus. Uiteindelijk maakt deze technologie de weg vrij voor slimme steden.

smart city luchtkwaliteitsbeheer industrieel netwerk

3. Slim parkeren

Het toevoegen van slimme parkeeroplossingen aan steden zal niet alleen de verkeersstroom verbeteren, maar zal ook ten goede komen aan onroerend goed, transport, nutsvoorzieningen en cultureel erfgoed. Door bijvoorbeeld te identificeren welke parkeerplaatsen populair zijn, kunnen stadsbesturen verkeersstroompatronen creëren en files vermijden. Bovendien kunnen deze oplossingen helpen om de hygiëne in ziekenhuizen te verbeteren. Met al deze voordelen is slim parkeren in de stad een noodzakelijk onderdeel in de ontwikkeling van slimme steden.

4. Verkeersmanagement

Er wordt een verscheidenheid aan verkeersmanagementhardware gebruikt om het weggebruik te beheersen. Krachtige voertuigen verzamelen gegevens zoals inventaris, geometrie en 360-graden fotogrammetrie. Verkeersmanagementsystemen maken ook gebruik van automatische voertuigtelstations om historische en actuele informatie over het voertuiggebruik te verstrekken. Verschillende soorten gegevens worden verzameld van hardware voor verkeersbeheer om te bepalen waar en hoe het verkeer zich verplaatst, en dienovereenkomstig te beheren. Verkeersbeheersystemen helpen de verkeersstroom in de stad te beheersen en kunnen ook helpen bij het bepalen van het herstel dat nodig is voor wegen.

smart city industrieel netwerk

5. Slim afvalbeheer

De op IIoT gebaseerde oplossing voor slim afvalbeheer maakt gebruik van sensoren om de beweging, volheid en temperatuur van vuilnisbakken te bewaken. Bovendien kunnen dashcamera's de locatie en andere omstandigheden bewaken, waardoor het wagenparkbeheer wordt verbeterd door gepland onderhoud te signaleren. De voordelen van IoT-afvalbakken zijn legio. Slimme oplossingen voor afvalbeheer maken gebruik van meerdere ongelijksoortige IT-elementen om de operationele kosten te verlagen en de efficiëntie te verbeteren. Het concept van een slim afvalbeheersysteem heeft tot doel de burgertevredenheid te verbeteren door het verkeer te verminderen en het milieu te verbeteren. Het doet dit door het optimaliseren van afvaldetectiepercentages en draadloze transmissiesystemen. 

Voordelen van de industriële netwerkswitch

Een van de verschillende voordelen van de industriële netwerkswitch is het vermogen om zich aan te passen aan een brede temperatuuromgeving, de lange levensduur en de uitstekende anti-interferentieprestaties. Bovendien kan de switch op een industrieel netwerk worden geïnstalleerd zonder de algehele prestaties van het netwerk te beïnvloeden. Als u zich afvraagt ​​hoe dit soort overstap uw bedrijf kan verbeteren, lees dan verder. Het doel van dit type switch is immers om uw datatransmissie gerichter en gecontroleerder te laten verlopen.

1. Aanpassen aan omgeving met brede temperaturen

Een industriële netwerkswitch moet ontworpen zijn om de zwaarste omstandigheden te weerstaan. Industriële Ethernet-switches moeten robuust zijn en bestand zijn tegen grote temperatuurschommelingen. In tegenstelling tot een typische Ethernet-switch, moeten industriële switches bestand zijn tegen zware trillingen en schokken. In tegenstelling tot een typische Ethernet-switch, moeten industriële switches bestand zijn tegen temperatuurschommelingen.

2. Lange levensduur

Terwijl schakelaars voor bedrijfsinformatietechnologie ideaal zijn voor datacentertoepassingen, zijn industriële schakelaars gebouwd voor omgevingen met zwaardere omstandigheden. Ze hebben doorgaans een IP40-beschermingsgraad en zijn goedgekeurd voor gevaarlijke locaties. In vergelijking met gewone Ethernet-switches zijn industriële switches duurzaam, bestand tegen extreme temperatuurschommelingen en elektrische ruis, en kunnen ze in de meest veeleisende omgevingen worden geïnstalleerd. Hier leest u hoe u kunt bepalen of een industriële Ethernet-switch de juiste keuze is voor uw project.

Een industriële switch is gebouwd om zware omstandigheden te doorstaan ​​en jarenlang aan uw netwerkbehoeften te voldoen. Omdat downtime in de industriële omgeving veel kost, is een industriële Ethernet switch gebouwd om lang mee te gaan. Deze duurzaamheid is vooral handig op afgelegen locaties, waar IT-personeel mogelijk niet beschikbaar is om componenten te repareren. Dit betekent dat industriële Ethernet-switches tot 10 jaar of langer meegaan. Een zakelijke IT-switch kan slechts een levensduur van 1.5 tot 3 jaar bieden, terwijl een industriële Ethernet-switch jarenlang betrouwbare connectiviteit kan bieden.

3. Super anti-interferentieprestaties

De industriële schakelaars zijn speciaal ontworpen om verschillende omstandigheden te weerstaan, waaronder hoge temperaturen, veel stof en zware omgevingsomstandigheden. Vanwege hun hoge componentvereisten zijn deze schakelaars vaak ingebouwd in robuuste metalen behuizingen voor meer fysieke sterkte en bescherming. De IP30-geclassificeerde covers beschermen ongebruikte Ethernet-poorten. Bovendien kunnen deze schakelaars op een 35 mm DIN-rail worden gemonteerd. Bovendien hebben ze opties voor het monteren van het achterpaneel.

De Industrial Ethernet Switch is ontwikkeld om te voldoen aan de behoeften van flexibele industriële toepassingen. De switch kan een kosteneffectieve industriële Ethernet-communicatieoplossing bieden. Het ontwerp is gericht op lusontwerp, dat een enkele ring of meerdere ringen kan zijn. 

4. Snel belnetwerk

Met dit type netwerk kunnen gegevens snel en betrouwbaar tussen verschillende werkstations worden verzonden. Omdat de apparaten in het netwerk met elkaar verbonden zijn, kan dit type netwerk meerdere werkstations ondersteunen en is het ook aanpasbaar en flexibel genoeg om nieuwe apparaten te huisvesten. In vergelijking met stertopologieën kan een ringnetwerk meer apparaten in een kleinere ruimte aan.

Dit type netwerk is gebaseerd op het Media Redundancy Protocol, een op standaarden gebaseerd protocol dat een snelle failover garandeert. Bij deze methode heeft elke switch een redundante verbinding met het netwerk. Dit ontwerp maakt ook een eenvoudigere en kostenefficiëntere bekabelingsinfrastructuur mogelijk. Een Fast Ring Network is een goede optie voor industriële omgevingen waar een enkel punt de productie kan verstoren. 

5. Ruisonderdrukking

Industriële Ethernet-switches ondersteunen zowel twisted-wire als glasvezelbekabeling. Voor korte afstanden volstaat getwiste draadbekabeling, maar in veel industriële omgevingen biedt glasvezelbekabeling meer flexibiliteit en bereik. In lawaaierige omgevingen kan elektrische ruis de netwerkconnectiviteit verstoren. Daarom helpen industriële ethernet-switches om ruis te dempen en de netwerkconnectiviteit te verbeteren. Naast ruisonderdrukking beschikken industriële ethernetswitches ook over een grotere bandbreedte.

In tegenstelling tot standaard PoE-switches hebben industriële PoE-switches redundante voedingsingangen. In tegenstelling tot standaardswitches kunnen industriële PoE-switches redundante netwerken vormen met minimale downtime als gevolg van milieuproblemen. Ze beschikken over snelle zelfherstellende tijden, waardoor ze in minder dan 50 milliseconden kunnen herstellen van mislukte gegevenspaden. Bovendien bieden industriële PoE-switches een robuuste beveiliging, waardoor een netwerk kan functioneren, zelfs als de stroombron uitvalt. Bovendien zijn de switches voorzien van een robuuste firewall die data beschermt.

Tot slot

Implementatie zal de sleutel zijn, maar de echte voordelen van het IIoT zullen worden gevonden wanneer systemen uit meerdere domeinen worden geïntegreerd. Stel je een slimme stad voor met tientallen normaal geïsoleerde afdelingen. Een openbaar ziekenhuis gebruikt bijvoorbeeld zowel zonne- als windenergie, evenals dieselgeneratoren. Een IIoT-systeem kan energiebelastingen en stroomgeneratoren beheren. Het kan ook worden geïntegreerd met een gebouwautomatiseringssysteem.

Om IIoT-oplossingen te implementeren, moeten steden in staat zijn om de enorme hoeveelheden data die ze genereren te beheren. Omdat steden grote infrastructuurnetwerken bevatten, is het IIoT een ideale kandidaat voor deze aanpak. Door slimme stadsoplossingen in te zetten, verbinden deze projecten de steden en voegen ze intelligentie toe aan het systeem. De uitdagingen zijn echter vaak groter dan de kansen. In dit artikel zullen we kijken naar enkele van de uitdagingen bij het implementeren van het IIoT en hoe het steden kan helpen.