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为何工业以太网会脱颖而出?

相较于其它的Fiedbus规格,以太网刚好走向开放一端。由于以太网基于过去在商业领域的普及性与广大覆盖率,加上即插即用的便利性,自然让设备商积极转向以太网发展的投资,包括HMI、PLC、
关键词: 工业以太网 现场总线
时间:2013-07-01 11:32 来源:物联网在线 作者:Ioter 点击:

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互联网改变人类生活,的确是不争的事实。包括产业与企业体,均面临前所未有的变革;加上设备日趋复杂,传统单机作业维护及配合人力成本的提升,有越来越多的企业面向网络化发展,不论是生产线或厂务,应用网络达到集中监控目的的选择,也成为新一代自动化的选择。

当自动化已非单一机器,而是整个生产线甚至整厂与企业时,通信就成为自动化的重要课题。

目前,工业通信在业界的应用模式,多用以连接制造现场中各项设备,但由于传统自动化系统设计,向来均以各家厂商自行发展为主,而所使用的汇流规格也自成一套系统,兼容性方面的系统问题不容易克服,在系统整合声浪高涨的情况下,具备开放、高速、便宜等特性的以太网,遂成为工业通信的一项新的选择。甚至近期当红的物联网思维,也逐渐导入工业通信方面,让工业通信的整合模式更为多元化。

传统的工业通信接口,多是以现场总线(Fieldbus)技术为主,这个从1990年代开始发展的工业控制技术,将网络管理与通信的观念,导入自动化控制领域,自此让网络整合自动化领域,让工业控制迈入一个新的纪元。

简单来说,Fieldbus具备多节点式、数字化、双向串行特性总线技术,算是较为稳定的传输系统,自然受到自动化厂商的青睐。设备商针对需求,也各自发展专用于自家产品的网络通信标准,这也造成工业网络通信标准多元发展的现况。

在如此多元的发展之下,虽然工业通信技术百花齐放,但也因此造成应用上的困扰。观察这些自行发展的Fieldbus标准,其实也会发现,这类通信规格多是针对特定应用领域来进行设计,虽然在传输效率上表现不俗,应用目标产业特性的表现亦有相当水平,但如必须进行不同通信标准的串联设计,反而造成难以整合的窘境,在推广及维护上,都造成一定程度的困难。

在专用、封闭型工业网络在迈向开放的过程中,其实还有两个问题。一是以组织模式将网络标准规范,开放给组织中的参与成员或业界,而产品经测试与认证,即可在工业网络系统中被使用;二是通过申请通过国际标准,让技术应用得到标准背书。在工厂整合需求日益增加的情况下,这类专用用途、封闭设计工业网络所发展的途径,则衍生出多种不同方向。

以市场占有来看,或让通信标准持续维持封闭架构,稳固市场占有率,或以搭配专用设计的Gateway,让其与开放网络相连;当然目前最主要的发展趋势,则是直接将通信标准以开放模式发展,并促其成为业界通用标准。

相较于其它的Fiedbus规格,以太网刚好走向开放一端。由于以太网基于过去在商业领域的普及性与广大覆盖率,加上即插即用的便利性,自然让设备商积极转向以太网发展的投资,包括HMI、PLC、I/O、仪器及传感器等,越来越多的设备开始支持以太网技术,或整合到现场端与设备或机器人连接,或与后端管理系统连接,让以太网的普及更上一层楼。

为何工业以太网会脱颖而出?

其实与现有企业IT网络环境有关。在商业与办公环境中,不论是PC或其它管理设备,其I/O多以具有IP位置的以太网连接端口为主,而工厂或其它自动化应用端,如能与现有的IT系统兼容,则在企业管理上可以确保相关信息完全的无缝整合。

工厂自动化架构不只要整合现场层与控制层,另还需向上扩增至操作与管理层。像是企业资源规划系统(ERP)、生产制造执行系统(MES)等架构,都要能彼此互相连接沟通生产设备与管理信息,至于以太网在商业环境不断普及,也让工厂自动化的向上整合趋势显得更加容易。这对企业来说,无需额外的工业硬件组件来进行转换,减轻负担后自然成为首选;而这样的需求,也让工业以太网更受到瞩目。

整合与连接性,成为工业以太网在自动化产业立足的重要基础。通过网络整合,自动化系统在信息的整合上,从多方面带来了可观的优势,像是企业内部的库存及材料管理,通过以太网可直接与供货商及客户连接,整合供应链管理;而大量的现场状态信息与管理信息,也可通过以太网提供给企业进行运用,甚至直接与设备商整合进行除错及备援服务,让自动化的远程控制成为可行技术。

生产在线使用标准的以太网与通用协议,让整线的设备与其它单元可进行沟通,让状态信息与使用状况得以透明化进行,让设备可以最大限度被利用,尽而优化生产线乃至于整厂的产能。这不但减少相当的错误,更可以通过网络连接让企业后端掌握完整生产流程,进而调整产线的最适化。

以太网可望成为适合未来应用的主流通信技术,它可确保技术的不断提升。今天所部署的以太网系统受惠于过去的重要经验教训,通过网络架构、安全性和数据管理仔细规划,以便可以有效地完成工作,并且在未来要扩充时,仅需最少的整合即可达成,这是工业以太网最大的价值。

因此在许多新应用的发展上,这类工业级的通信模式也成为重点选项,包括电网、交通甚或是医疗等专业领域,都可以看到工业以太网的踪迹。

当然,在越来越多元的应用之中,工业通信在以太网加持下,也产生更多机会与挑战。

(责任编辑:zxh007)


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