以太網(wǎng)/IP技術(shù)將工廠智能化

先進(jìn)的以太網(wǎng)/IP技術(shù)可以通過無與倫比的可擴(kuò)展性、功能性與選項(xiàng)，將機(jī)器的流程、控制系統(tǒng)和工廠層面的信息與企業(yè)聯(lián)系起來。正確的架構(gòu)可以將有線和無線連接結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)企業(yè)范圍內(nèi)的訪問，改進(jìn)商業(yè)智能，提高對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控與控制，實(shí)現(xiàn)資源管理，并且簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)。

眾多工廠現(xiàn)在正在使用傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)和以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，日益將專有協(xié)議更換為綜合通信協(xié)議，從而將現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)效率與商業(yè)智能聯(lián)系到一起。設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)采用控制器，通過流行的開放協(xié)議和專有協(xié)議在機(jī)器之間開展通信。作為鏈路層而未原有應(yīng)用實(shí)施以太網(wǎng)可以改善開機(jī)時(shí)間并優(yōu)化工作流與生產(chǎn)，使網(wǎng)絡(luò)面向未來做好準(zhǔn)備，同時(shí)增加投資回報(bào)。高密度以太網(wǎng)/IP與最為靈活的現(xiàn)場(chǎng)總線自動(dòng)化技術(shù)兼容。以太網(wǎng)/IP可以提供所需的可擴(kuò)展性，以經(jīng)濟(jì)的方式將生產(chǎn)車間與全企業(yè)的辦公設(shè)施集成到一起，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這一范圍，實(shí)現(xiàn)安全的遠(yuǎn)程訪問。

部署了工業(yè)級(jí)別組件的網(wǎng)絡(luò)化以太網(wǎng)/IP架構(gòu)通過在機(jī)器級(jí)別采用精密的控制自動(dòng)化，可以實(shí)現(xiàn)完全集成的連接性能，同時(shí)從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)挖掘多個(gè)數(shù)據(jù)流，供全企業(yè)的商業(yè)策略使用。以太網(wǎng)/IP能夠滿足通信的需求而不會(huì)使可靠性和安全性受到影響，已經(jīng)成為商用工業(yè)環(huán)境下的黃金標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)/IP可促進(jìn)實(shí)現(xiàn)快速、精確的數(shù)據(jù)流，在單獨(dú)的局域網(wǎng)上可提供共享通信功能，同時(shí)可訪問互聯(lián)網(wǎng)，并且能夠通過以太網(wǎng)或其他兼容協(xié)議來集成廠房?jī)?nèi)的機(jī)械設(shè)備并處理數(shù)據(jù)。

以太網(wǎng)/IP克服現(xiàn)場(chǎng)的各種挑戰(zhàn)

網(wǎng)絡(luò)化工廠車間的物理基礎(chǔ)設(shè)施與辦公環(huán)境存在巨大的區(qū)別。構(gòu)建企業(yè)范圍的網(wǎng)絡(luò)，需要集成起布線、連接、控制器、交換機(jī)和其他軟件，以及用于數(shù)據(jù)傳輸和挖掘的軟件接口。工廠級(jí)別的連接需要經(jīng)常在更遠(yuǎn)的距離上實(shí)現(xiàn)，從而需要更加嚴(yán)格、速度更高的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸速率。在需要高速度和更長(zhǎng)距離線路的領(lǐng)域，以太網(wǎng)/IP具有出色的性能，而不會(huì)使性能降級(jí)。

技術(shù)的快速發(fā)展已經(jīng)使以太網(wǎng)成為主流的企業(yè)級(jí)別通信技術(shù)。任何技術(shù)都同時(shí)具有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。企業(yè)范圍的集成可以提供包括實(shí)時(shí)儀表盤和數(shù)據(jù)快照在內(nèi)的商業(yè)智能，供生產(chǎn)規(guī)劃使用，同時(shí)還為質(zhì)量控制提供高級(jí)診斷功能與工具。以太網(wǎng)/IP可以實(shí)實(shí)在在的實(shí)現(xiàn)機(jī)器對(duì)機(jī)器和機(jī)器對(duì)企業(yè)的通信。不利的一面則是帶寬資源需求成比例的增加。在創(chuàng)建需要過濾控制、分割和分析的海量原始數(shù)據(jù)方面，以太網(wǎng)具有這一實(shí)力和潛力，此外還可以實(shí)現(xiàn)有效的管理，滿足對(duì)存儲(chǔ)、冗余和安全性的需求。

以太網(wǎng)/IP需要實(shí)施戰(zhàn)略規(guī)劃，在公司的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張的同時(shí)，以最低的集成成本和人力滿足當(dāng)期和未來對(duì)數(shù)據(jù)管理的要求。領(lǐng)先的機(jī)器制造商可以提供非專有的高性價(jià)比以太網(wǎng)I/O設(shè)備控制系統(tǒng)與設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更高的互操作性。對(duì)于平穩(wěn)的網(wǎng)絡(luò)過渡，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、PLC和其他控制器以及協(xié)議的實(shí)施和軟件進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估，具有至關(guān)重要的作用。

企業(yè)范圍融合的優(yōu)勢(shì)各有不同，與公司的目標(biāo)以及網(wǎng)絡(luò)配置有關(guān)。如要充分利用以太網(wǎng)/IP的全部?jī)r(jià)值，則需要使用正確的組件，包括結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、IO塊、雙絞線或光纜組件等。與環(huán)境控制的完工辦公空間中使用的網(wǎng)絡(luò)不通，工業(yè)級(jí)別的組件設(shè)計(jì)用于存在極端溫度、濕度和振動(dòng)的惡劣環(huán)境。

通過改善可靠性并延長(zhǎng)使用壽命，可以抵消掉工業(yè)級(jí)別組件較高的初始成本。工業(yè)級(jí)別RJ-45連接器或者更新的M12圓形連接器常用于工廠內(nèi)布設(shè)的長(zhǎng)距離以太網(wǎng)/IP、ProfiNet和EtherCat網(wǎng)絡(luò)布線。無線以太網(wǎng)特別適用于遠(yuǎn)端地點(diǎn)和長(zhǎng)距離使用，在一些流程工業(yè)中已獲得認(rèn)可。與傳統(tǒng)的銅纜相比，價(jià)格昂貴的工業(yè)級(jí)別光纜在較長(zhǎng)的距離上可以實(shí)現(xiàn)極高的速度、帶寬，以及噪聲防護(hù)功能。

Brad Direct-Link 惡劣環(huán)境非管理型以太網(wǎng)交換機(jī)之類的工業(yè)級(jí)別組件設(shè)計(jì)在具有極端溫度、濕度和振動(dòng)的惡劣環(huán)境下可提供可靠的連接。

部署企業(yè)范圍以太網(wǎng)的正確時(shí)機(jī)

一些制造商和加工商對(duì)企業(yè)范圍網(wǎng)絡(luò)融合所采取的方式過于謹(jǐn)慎。許多企業(yè)都在幾十年間采用了相同的機(jī)器層架構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，對(duì)是否升級(jí)猶豫不決，即使存在更好的解決方案時(shí)也依然如此，直至過時(shí)的設(shè)備導(dǎo)致故障。但是，在制造商尋求提高運(yùn)營(yíng)效率以及底線利潤(rùn)的過程中，對(duì)部署更加先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的需求變得愈發(fā)清晰。

通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和機(jī)器控制的穩(wěn)步增長(zhǎng)已經(jīng)證明，正確的技術(shù)在正確的時(shí)間可以為加工和制造行業(yè)提供顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。大型制造商和過程控制操作都趨向于在企業(yè)范圍的以太網(wǎng)平臺(tái)上開展運(yùn)營(yíng)。設(shè)計(jì)優(yōu)秀的基礎(chǔ)設(shè)施可以降低網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還可提供訪問現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)情況的透明性。

工廠設(shè)備的性能和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)被廣泛認(rèn)作重要戰(zhàn)略業(yè)務(wù)工具，有助于減少開支并優(yōu)化開機(jī)時(shí)間。以太網(wǎng)/IP和工業(yè)級(jí)別的連接正處于演進(jìn)的適宜階段，在極具吸引力的價(jià)格點(diǎn)下提供久經(jīng)考驗(yàn)的可靠性與訪問性。在工廠層面，以太網(wǎng)/IP可以對(duì)以下方面做出改進(jìn)：

-設(shè)備性能

-工作流速度

-能效

-質(zhì)量控制

-超出原有平臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸速度

-添加移除網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的靈活性