工業(yè)自動化中的傳感網(wǎng)絡

傳感器是工業(yè)應用的重要組成部分。IHS 估計，2013 年有超過 1 億個離散傳感器被運往工業(yè)自動化領域。這些傳感器在尺寸、用途和功能方面差異很大。并非所有傳感器都小而簡單：有些傳感器提供廣泛的功能并能夠連接到更廣泛的工業(yè)自動化網(wǎng)絡。這些功能更強大的傳感器對于從工業(yè)環(huán)境中收集數(shù)據(jù)變得至關重要。他們正在幫助邁向工業(yè)自動化的下一階段，無論這被稱為先進制造、“工業(yè) 4.0”還是其他東西。

作為一個簡要的概述，IHS 將“工業(yè) 4.0”一詞視為許多因素和趨勢的組合，包括工業(yè)網(wǎng)絡、分布式智能、網(wǎng)絡安全、大數(shù)據(jù)和分析等，并將這些結合起來創(chuàng)建一個智能工廠。 傳感器提供了從生產(chǎn)線和工廠收集大量數(shù)據(jù)的巨大潛力，這些數(shù)據(jù)可以越來越多地通過網(wǎng)絡分發(fā)、分析，然后用于做出更明智的決策。好處包括安全改進、正常運行時間增加、能源成本降低以及維護更快或更容易。然而，存在潛在的安全問題。

當然，要實現(xiàn)這一點，它需要一個能夠通過網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的傳感器。可聯(lián)網(wǎng)傳感器仍然只占市場的一小部分，大量使用基本信號將信息傳輸?shù)娇?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程邏輯控制器 （PLC）。那些能夠直接通過網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的傳感器通常也具有一定程度的智能，可以減輕 PLC 或其他控制器的負載。

這些傳感器與各種網(wǎng)絡技術進行通信，無論是基于以太網(wǎng)還是基于現(xiàn)場總線。AS-i 和 IO-Link 這兩種更面向傳感器的技術也得到了強調(diào)（IHS 將它們定義為現(xiàn)場總線技術）。很明顯，絕大多數(shù)可聯(lián)網(wǎng)傳感器使用基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡，通常是 HART 或 PROFIBUS。估計有五分之一的設備使用 AS-i，盡管有些人并不認為它是一種真正的網(wǎng)絡技術，但 AS-i 已被廣泛使用，并已被大多數(shù)主要傳感器制造商采用。

IO-Link 有可能成為未來 AS-i 的主要競爭對手。但是，目前缺乏傳感器供應商的支持，并且 AS-i 具有安全變體這一事實可能會對 IO-Link 的采用產(chǎn)生負面影響。作為回應，IO-Link 安全小組最近成立，其主要目標是建立該技術的安全變體。一旦這一點可用并得到證實，它應該會進一步提高 IO-Link 目前正在經(jīng)歷的出色采用率。

其余 12% 的傳感器網(wǎng)絡技術采用份額被分配給多個以太網(wǎng)變體。以太網(wǎng)變體與現(xiàn)場總線一樣多，但它們進入市場的時間要年輕得多，因此尚未被廣泛采用?，F(xiàn)場總線技術當然不會在一夜之間消失，但??傳感器網(wǎng)絡采用以太網(wǎng)的增長速度更快。推動這一趨勢的因素有很多，但最重要的是與其他已經(jīng)通過以太網(wǎng)廣泛聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)自動化設備的輕松集成和互操作性，無論是標準 TCP/IP 形式還是其他確定性變體。

以太網(wǎng)采用的普及和增長已從消費者/企業(yè)網(wǎng)絡中過濾掉。它首先用于工業(yè)信息級別，然后是控制器級別，現(xiàn)在正在慢慢地在現(xiàn)場級別上看到。從現(xiàn)場總線到以太網(wǎng)的過渡需要時間，因為工廠和大型工廠很少進行改裝。這意味著大部分網(wǎng)絡將繼續(xù)基于現(xiàn)場總線，或者在一段時間內(nèi)可能是以太網(wǎng)/現(xiàn)場總線混合。因此，雖然先進傳感器網(wǎng)絡的大門已經(jīng)打開，但我們距離“工業(yè) 4.0”以及聯(lián)網(wǎng)傳感器陣列可以帶來的好處還有很長的路要走。

審核編輯：郭婷