在使用以太網(wǎng)之前評測工廠基層網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍

傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)是一套為允許電腦通過網(wǎng)絡(luò)共享資源而開發(fā)的協(xié)議，作為聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)廣泛地應(yīng)用于商業(yè)辦公室，以便讓網(wǎng)絡(luò)和電腦之間進(jìn)行通信。多臺電腦能夠在單一局域網(wǎng)使用TCP/IP和其它協(xié)議，使用IP提供的路徑接入互聯(lián)網(wǎng)。TCP/IP促進(jìn)了商業(yè)網(wǎng)絡(luò)中快速、準(zhǔn)確的文件傳輸以及用戶通信。通過以太網(wǎng)和TCP/IP進(jìn)行的工廠信息傳輸，能夠整合進(jìn)入普通商業(yè)網(wǎng)絡(luò)和辦公應(yīng)用。

工廠、企業(yè)信息需求不同

大多數(shù)情況下，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)需求與辦公環(huán)境的需求有不同。在工廠層面，過程控制和自動(dòng)化經(jīng)常需要更嚴(yán)格的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸率。除速度之外，相比先前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以太網(wǎng)能夠跨越距離和接受更多的設(shè)備而不會(huì)減低性能。

預(yù)計(jì)以太網(wǎng)將是適合未來應(yīng)用的主流通信技術(shù)，其確保了技術(shù)將繼續(xù)提高和精煉。今天所部署的以太網(wǎng)系統(tǒng)得益于過往的重要經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。必須仔細(xì)地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、安全性和數(shù)據(jù)管理，提供今天的工作效率，并且允許以最少的整合工作在未來進(jìn)行擴(kuò)充。另一需要消除的謬論是開放性永遠(yuǎn)等同于無縫互用性。盡管100 Mbps以太網(wǎng)芯片具有通用性，但是，所選協(xié)議實(shí)施方案的不兼容性也是事實(shí)。以太網(wǎng)I/O標(biāo)簽并不意味著所有產(chǎn)品在同一協(xié)議堆棧內(nèi)是兼容的?；ビ眯允且粋€(gè)需要仔細(xì)評測的重要因素。

獲得正確的信息

工廠基層控制器如可編程邏輯控制器(PLC), 影像存儲與傳輸系統(tǒng)(PAC)和過程控制系統(tǒng)(PC)控制著機(jī)器和裝置的運(yùn)行，并且從中收集數(shù)據(jù)。正確的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠有效地鏈接企業(yè)管理至工廠基層PLC，并且下連至裝置層面。然而，普遍存在的數(shù)據(jù)透明度既可以授權(quán)也能被極度壓制。篩選和選擇數(shù)據(jù)是成功的網(wǎng)絡(luò)融合的關(guān)鍵。各種類型的管理展示板和其它商業(yè)智能和分析軟件應(yīng)用能夠集中于高層決策所需的關(guān)鍵指標(biāo)、關(guān)鍵績效指標(biāo)和其它數(shù)據(jù)。

快速的信息流？

與通常經(jīng)歷的延遲不同，當(dāng)上網(wǎng)沖浪或發(fā)送文件給附近的打印機(jī)時(shí)，機(jī)器對機(jī)器通信的即時(shí)性需要更多的帶寬，但速度值是相對的。隨著技術(shù)的快速發(fā)展，最終，工業(yè)所期望的網(wǎng)絡(luò)速度可以達(dá)到每秒千兆比特范圍，相當(dāng)于更快地傳輸更多的數(shù)據(jù)。

單獨(dú)數(shù)據(jù)速度不一定會(huì)提高進(jìn)程速度，盡管近似的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流有助于擴(kuò)大協(xié)作提高工作流程的效率。僅當(dāng)相稱的過程和網(wǎng)絡(luò)組件保持同步時(shí)，才能完全實(shí)現(xiàn)高速信息的全部價(jià)值。

典型地，只有極快速的涉及運(yùn)動(dòng)控制和精密自動(dòng)化的制造過程需要適合高視覺、復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和算法的帶寬。對于大多數(shù)制造和過程應(yīng)用，最簡單形式(10-100 Mbps)的以太網(wǎng)通常足夠快。雖然在今天的世界里，每家工廠都需要高效率，重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)能力而不是速度。對于任何特定的制造商，合適的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要在理想速度上正常運(yùn)作，以達(dá)到理想的生產(chǎn)能力。

考慮這些問題

來自工廠的實(shí)時(shí)原始數(shù)據(jù)通常沒有達(dá)到管理水準(zhǔn)的要求，在大多數(shù)情況下也是不需要的。在過去，由于獨(dú)特的環(huán)境和目標(biāo)，企業(yè)文化經(jīng)常把制造和行政管理作為單獨(dú)的實(shí)體來定位。通過提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)快照或展示板來提供智能診斷、質(zhì)量控制、客戶服務(wù)和有效生產(chǎn)計(jì)劃、日程安排和生產(chǎn)推進(jìn)，企業(yè)級整合能夠?yàn)橹圃焐處盹@著的好處。

打包傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也使得以太網(wǎng)成為診斷監(jiān)控和故障檢修的理想工具。對先進(jìn)監(jiān)控和工廠診斷的需求正在增長，這將加快每個(gè)周期的數(shù)據(jù)流動(dòng)，從而提高速度。

標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)獲廣泛宣稱為非專有的和較廉價(jià)的。理論上，這是真的。雖然，用于工廠流程領(lǐng)域的工業(yè)以太網(wǎng)零部件經(jīng)設(shè)計(jì)運(yùn)行于嚴(yán)酷環(huán)境、承受極端溫度、濕度和振動(dòng)，極大地超出受控環(huán)境設(shè)施的條件。因?yàn)樗鼈兊闹圃旄鼒?jiān)固，所以工業(yè)級零部件最初的花費(fèi)更多。然而，它們是為顯著延長的服務(wù)壽命期間的可靠運(yùn)作而設(shè)計(jì)制造，因而總體擁有成本實(shí)際上降低了。

從辦公室層面至工廠層面，以太網(wǎng)應(yīng)用的擴(kuò)展需要使用帶有增強(qiáng)保護(hù)等級和至少5e (100 Mbit/s快速以太網(wǎng))類別性能的RJ-45連接器。針對以太網(wǎng)(EtherNet/IP)，工業(yè)以太網(wǎng)(Profinet)，以及開放式實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(EtherCAT)，更新的M12圓型連接器正成為市場上更通用的以D代碼配置的產(chǎn)品。無線可以用于覆蓋距離并且也能分布在不容易布線的工業(yè)區(qū)域。在石化工廠，無線通信越來越多地成為基準(zhǔn)。某些更新的設(shè)計(jì)由小型太陽能面板供電。以太網(wǎng)將得益于新出現(xiàn)的無線技術(shù)。

許多公司為嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用選擇配置光纖技術(shù)。相比銅纜，光纖電纜可提供更快的速度，更大的帶寬、距離和更好的抗噪性能。雖然在大多數(shù)情況下，光纖系統(tǒng)成本較高且與遺留系統(tǒng)的兼容性問題存在疑問，隨著更多的企業(yè)轉(zhuǎn)向全企業(yè)融合，工業(yè)光纖線纜解決方案未來可能在工廠基層為數(shù)據(jù)完整性提供關(guān)鍵性能。