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工业4.0催生工业智能化的崛起

由于工业以太网的开放性保持,是自动化厂商必须强调的特性,加上高规格的工业以太网协议,对于自动化系统的创新与发展将造成阻碍,如果在规划时就将系统限定在一定范围,工业以太网的
关键词: 工业以太网 M2M POWERLINK 贝加莱 工业智能化
时间:2013-07-25 15:46 来源:物联网在线 作者:Ioter 点击:

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由于工业以太网的开放性保持,是自动化厂商必须强调的特性,加上高规格的工业以太网协议,对于自动化系统的创新与发展将造成阻碍,如果在规划时就将系统限定在一定范围,工业以太网的实时性与稳定性即可兼顾,这也是不同市场思维所造成的解决方案呈现。

随着网络普及化发展,传统应用在现场的生产设备,渐渐产生串连网络的需求,连带促成工业通信市场的高成长,也由于现代工厂的设备整合需求日益庞大,通信成为系统自动化及智能化的重要项目,而各类系统的不同需求,也让各类工业通信架构蓬勃发展,竞相争逐。

传统工业网络多为封闭架构,在1990年代,通过控制技术功能性提升,以及满足分布式控制的需求,工业通信因而快速发展,各种通信技术如雨后春笋般冒出,像是Profibus、DeviceNet、CANopen、FieldbusFundation或HSE等接口,技术相互竞争的态势也愈发明显;但这些接口彼此间无法兼容也提升了整合难度,因此原本用于商业环境中的以太网,在解决设备对设备间通信问题后,挟开放、兼容优势进军工用市场,同时带动了相关联网设备的需求兴起,包括主动式I/O服务器、嵌入式工业通信计算机、交换器、串行设备连网服务器等,都是工业用以太网通信里的热门产品。

相较于现场总线有连接数量、频宽及距离的限制,以太网的开放特性,也成为自动化设备商的优先选择。厂商认为,以太网受青睐的最重要的原因,就是可以将现场端开放连接到Internet,产生了无限宽广的想象。

对整合的需求日渐高涨,让以太网成为工业领域的重要通信技术。惠通科技技术副总范维干指出,除了共通性的要求之外,联机企业后台信息系统如制造执行系统(MES)、企业资源规划(ERP)、产品生命周期管理(PLM)及客户关系管理(CRM)等的整合性需求,通过系统的整合规划,灵活调整资源,迅速进行生产作业,达到生产IT化,降低人工操作,催生工业智能化的崛起。

智能化需求 整合前后端成重点

由此,这也造成工业智能化的新一波热潮。德国日前在汉诺威自动化展以第四次工业革命为题,启动“工业4.0(Industry 4.0)”计划,提倡物与服务串连(Internet of Things and Services),旨在以M2M的运作架构下,建构生产自动化与IT化,并通过这些技术让生产模式将由批次量产转向接单后生产,落实智能生产(Smart Production)、绿色生产(Green Production)、都市生产(Urban Production)。这的确对自动化系统产生相当重大的影响。

当然,这样的趋势也不是近期才有的。贝加莱台湾办事处经理江政伦分析,随着产业装备及流程工业的诸多需求的变化,但由于设备层控制需要实时控制,以太网会有封包碰撞的问题,实时性不如传统总线技术,但总线技术在快速生产上已逐渐不符需求。

2001年贝加莱推出的POWERLINK之后,目前工业以太网借助特殊实时技术,整合运动控制等相关控制应用;接着如SIEMENS的PROFINET技术,Rockwell则在原有的DeviceNet和ControlNet技术上发展了Ethernet/IP技术,而Bosch Rexroth则继续沿用SERCOS应用层和标准以太网的SERCOSIII,除此之外EtherCAT、SyqNet及CC-Link IE等不同工业以太网技术百家齐鸣。

多元化架构 实时通信接口百家齐鸣

就通信的发展观察,范维干也同意工业级正式以太网导入工业环境,“至今的快速发展的确相当惊人,但高频宽的应用主要仍在影像传输部分,工业以太网导入系统的最大好处,我认为还是在系统稳定上,有相当大的助力。”在工业通信面向上,实时通信的确占据主导地位,但以短期内来看,以以太网架构的实时通信,仍然不会存在某项技术能够一统天下的局面。毕竟传统的总线技术仍占据主流,因此这项技术在目前状况下,未来几年继续存在的可能性仍相当得高,整合以太网与现场总线的技术仍是主要的模式。”

目前以太网在工业领域多建设在管理层,底层如传感器、仪表,还是使用总线技术,不过也有厂商将以太网延伸到控制层,例如加大频宽,降低封包的碰撞机率,或者提供不同的实时技术来满足实时通信的需求,像POWERLINK、PROFINET、Ethernet/IP均采用了独立帧技术,即每个主站和从站均发送标准的以太网数据包来进行实时沟通,而SERCOSIII和EtherCAT则采用了称之为集束帧的传输机制。

江政伦认为这两者并无孰优孰劣的问题,选择实时以太网技术必须通盘考虑,不仅考虑技术的性能与功能设计,也要基于自身市场的定位来选择合适的技术,“这必须考虑市场的未来动态发展,以及实现的难易、成本、技术的持续创新、以及可以提供的技术支撑。”但范维干则认为,相较于应用的需求,通信接口的开放性或许是更重要的考虑因素。

(责任编辑:zxh007)


本文链接工业4.0催生工业智能化的崛起
http://c.iot-online.com/ETHERNET/2013/072524436.html
 
 
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