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工业网络:百家争鸣的局面 如何选择?

面对纷繁复杂的工业网络,工业以太网能否一统天下?工业无线网络是否会重蹈当年现场总线的覆辙?错综复杂的关系,各种利益的驱动,使得制定标准的厂商互不相让,最终造成了现在这种百家争鸣的局面。
关键词: 工业网络 现场总线 无线网络 工业以太网
时间:2012-03-18 15:38 来源:控制工程在线 作者:Ken 点击:

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        公司可以选择安装各种各样的工业网络。他们不仅选择符合现在可用的,还会考虑是否符合新兴的标准。有一个战略性的迈进是非常重要的。

  网络一直都在延伸,不仅在办公室和商业环境中,也在工厂,制造工艺,以及整个企业中。由于有太多的选择使的很难做决定。一些最终用户干脆就听从供应商的意见。但是这种方法,可能会限制企业不同部门之间产品的性能和互操作性。

  现场总线战争

  在工业自动化业务中,过去现场总线战争导致了各个阶层的用户基于物理距离,运行速度,实时功能和其他特殊要求的不同应用标准。

  现今主要的IEC标准工业网络包括: Profibus/Profinet、 Foundation Fieldbus、ControlNet、MODbus、HART等其它总几计15种,其中许多只是在欧洲地区得到认可。

  为寻求吸引更广泛的使用,以及与众多供应商产品之间的兼容性,大多数专用网络已经形成“开放式”的标准。随着标准在不同的工业环境中出现,大多数主要 的自动化公司都宣称支持所有的主要标准,为他们的客户,最终用户提供产品的兼容性。但是,市场冲突依然在提供解决方案的主要供应商和提供现场仪表的独立制 造商之间上演。当然,每个供应商都支持他们自己的专利性产品。

  有两种方法用于现场设备的集成, 电子设备描述语言(EDDL)和现场设备工具/设备类型管理器(FDT / DTM)技术。支持FDT / DTM并不意味着就拒绝EDDL,因为EDDL文件和DTMs一起工作也提供所需的系统功能。但是这种技术和营销的优势仍需要继续研究。

  在我看来,EDDL和FDT / DTM之间的差异不是技术,而主要是那些想保持领导地位的大公司,他们不允许其他人通过技术“后门”来参与。关于两个标准的简单描述的讨论依然在继续,细微之处的冲突,除了“混沌”,无法做其它的解释。所以现场总线战争仍在延续着。

  无线网络

  因为工业自动化业务中无线网络预计将产生明显的增长,所以过去几年工业无线已成为一个主要标准。无线网络在工厂和加工工厂的重要性就如同互联网在商业 环境中的重要性。正如互联网让访问数字信息无处不在,传感器和执行器网络将提供实时的广阔阵列,远程测量,控制和与物理世界的互动。

  工业网络将很快就能成为标准厂房和办公WiFi,WiMAX和宽带IT网络的集成。主流的网络“大猩猩”思科,正在将IT和自动化世界高速的融合在一起,并已进入工业自动化领域,希望从厂房和工厂扩大其覆盖面。

  需要记住的是,尽管过程自动化专业主要专注于在传统现场设备的无线功能版本的好处,在工业自动化应用中无线技术的潜在应用范围是相当广泛和更深入的。有大量的测量和控制应用可以使用通用性的无线,这将有助于市场大幅增长。

  无线战争

  无线标准持续不断的纠纷和延迟只是一个营销伎俩,目的是通过支持大型自动化公司市场策略的细分化获得市场份额。

  艾默生以及其它公司主要专注于现场设备的无线标准。而霍尼韦尔和另外一些公司希望标准针对于更广泛的线性测量和控制产品、整个加工工厂、以及要求具有广泛的装置和系统的无线通讯

  在2007年,WirelessHART被宣布是第一个专门为过程测量和控制现场仪表而设计的开放式无线通信标准。这个规范是通过自动化行业内几家大公司的共同努力而产生的。

  自愈网状网络的概念是基于Dust Networks的WSN(无线传感器网络),并且它的TSMP(时间同步网协议)是WirelessHART标准的基本构建块。基于HART现场设备的 供应商能够迅速开发兼容的版本与无线,对广泛部署的硬连接HART设备做了无线更新 。这是一个巨大的市场。

  然而霍尼韦尔和其他公司都抗议:行业需要等待尚未成型ISA - 100标准,该标准正在制定以便支持多种协议,例如HART、Profibus、CIP和Foundation Fieldbus,而不仅仅是WirelessHART。

  在第一次冲突后,ISA和HART成立一个联合技术委员会,以评估的WirelessHART技术符合ISA目标的程度,以及是否可以纳入到现在被称 为“标准的ISA—100家族中”。在2008年中期, ISA / HART合作推出的半年多后,委员会和副委员会共计51个成员仍没有达成任何协议。因此,“无线战争”一拖再拖。

  这看起来非常像发生什么事情,几乎是在二十年前,几个互不兼容的协议纳入IEC标准最终解决“现场总线的纠纷”。约有15种不同的工业网络协议最终被批准为“标准”。毫无疑问,“无线战争”最终也会以类似的方式解决。

  工业以太网

  以太网无处不在。在商业环境、工厂和过程自动化甚至到设备几乎都使用到了以太网。对于工业网络,它最大的好处是能够连接一切——从工厂车间到公司董事会议室,在一个网络中,可以访问来自世界各地企业的数据。

  一些人拥护以太网的工业版本。工业以太网不只是把工业协议和TCP / IP的实时扩展连接起来。工业以太网的基本特性就是在任何速度下它的平均运送速度以非线性的方式降低。因为数据的冲突和重传,设备的响应时间得不到保证。

  以太网是否会渗透到下一层已成为需要密切关注的实时问题。有很多明显的优势增强以太网标准,尤其表现在确定性,速度和优先性。对于大多数工厂自动化应 用中,100 Mbps以太网是足够的。没有任何原因表明以太网不能用于构建确定性,开放和廉价的自动化网络解决方案中。

  传统的工业自动化公司都清楚以太网的重要性。例如,罗克韦尔自动化、西门子和其它人宣称:他们70~80%的自动化产品都是可以用以太网。

  很明显,自动化和控制产品必须有以太网连接。然后真正的问题在于是否直接连接到以太网上,还是间接通过一个根深蒂固的工业网络。

  必须认识到,以太网本身并不能保证两个设备可以相互交谈。在应用层必须有兼容性。要做到这一点,需要有一个共同的数据模型允许从一个平台到另一个平台应用层软件的转移。

  那些主要的工业网络变得越来越根深蒂固,它似乎是很明智的向混合系统发展。在我看来,越来越多的用户将采用具有最小系统接口的工业以太网方案并直接连接到输入/输出层。

  无处不在的因特网

  有线和无线的普及最终可以达到数百亿的连接。机器之间可以相互沟通,数据挖掘和处理系统也可以自动的沟通和解释他们收集的数据质量。这将增加对所有企业,供应商和最终用户的价值。

  “无处不在的因特网”这个术语包含的内容有:机器与机器通信、互联网连接、企业级数据管理应用和基于网站的服务。从智能设备的连接到因特网,能够实现 完全自动化的全球通信,数据采集和控制。通过无线能够明显改变工业自动化系统的体系结构,分布式智能传感器与制动器,远程的中央控制和监测系统。

  今天,机器对机器(M2M)通讯作为一个新兴的环境正在兴起,关注的问题在于机器之间如何沟通,它们是如何管理,它们里面的数据和信息又如何管理,以及人类、企业、社会如何与他们打交道。

  具备互联网智能设备的融合在数字改革发展的过程中产生了深远的转变——建立一个全球性的“数字神经系统”。设备联网技术指数的增长正在迅速的改变面 貌。无法利用数字变革这股浪潮的产品和公司将会被淘汰。设备网络、无线传感器和执行器机器对机器(M2M)通信和互联网的融合将带来巨大的商机。

  变革的最终目标是实现无人参与的网络设备,自我检测、自我控制、自我优化。这表明信息技术和电信这些新的应用也将会被归纳到先前的商业模式中。

  结论

  工业自动化环境的未来将拥有巨大的潜力,不仅价格低廉,在一个工厂中安装各种不同的网络将帮助管理改善营运及盈利能力。 (责任编辑:ioter)


本文链接工业网络:百家争鸣的局面 如何选择?
http://c.iot-online.com/WIRELESS/2012/031817642.html
 
 
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