工業(yè)以太網(wǎng)如何提高網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性

工業(yè)以太網(wǎng)解決方案的采用已經(jīng)上升了一段時(shí)間，因?yàn)樽詣?dòng)化行業(yè)從PROFIBUS和CAN等串行協(xié)議轉(zhuǎn)向基于以太網(wǎng)的替代方案，如PROFINET和EtherCAT。根據(jù)IMS Research2013年的一項(xiàng)研究，到2016年，僅在過程工業(yè)中使用工業(yè)以太網(wǎng)就應(yīng)該比2011年的水平翻一番。12015年的一份供應(yīng)商報(bào)告顯示，雖然工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議在整體市場(chǎng)份額方面仍落后于現(xiàn)場(chǎng)總線（33%至67%），但它們的增長(zhǎng)速度是其兩倍多（17%對(duì)7%）。

是什么推動(dòng)了工業(yè)以太網(wǎng)的采用？

以太網(wǎng)解決方案在傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線上獲得如此大優(yōu)勢(shì)的原因主要涉及以太網(wǎng)電源的卓越帶寬和速度，以及由于大型、成熟的產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)而具有出色的靈活性和成本效益。此外，以太網(wǎng)是一種熟悉的技術(shù)，幾十年前首次進(jìn)入辦公室局域網(wǎng)。

以太網(wǎng)采用的另一個(gè)主要驅(qū)動(dòng)力是：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的興起。IIoT的巨大規(guī)模及其無數(shù)的設(shè)備和IP網(wǎng)絡(luò)正在將硬連線發(fā)射器和串行現(xiàn)場(chǎng)總線推向極限。例如，這種趨勢(shì)可以在HART協(xié)議系列的發(fā)展中看到。

更具體地說，WirelessHART的普及意味著許多用于測(cè)量的動(dòng)態(tài)變量現(xiàn)在正在由設(shè)備交換，而不是許多傳統(tǒng)自動(dòng)化協(xié)議的單一變量運(yùn)動(dòng)。在Modbus RTU寄存器中映射所有這些數(shù)字將是緩慢而艱苦的工作。像Modbus RTU等基于串行的協(xié)議也不足以執(zhí)行智能設(shè)備管理，而智能設(shè)備管理對(duì)IIoT越來越重要。

IIoT正在將硬連線發(fā)射器推向極限

因此，HART-IP的開發(fā)支持標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3以太網(wǎng)和IEEE 802.11 Wi-Fi。與許多其他工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議一樣，它通過處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和其他形式的流量，使企業(yè)IT和自動(dòng)化及控制系統(tǒng)更緊密地結(jié)合在一起。這允許工廠網(wǎng)絡(luò)的更大可擴(kuò)展性，同時(shí)能夠使用一組技術(shù)（以太網(wǎng)）而不是許多技術(shù)來節(jié)省成本。

基于以太網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)與自組織系統(tǒng)

由于上述許多優(yōu)點(diǎn)，以太網(wǎng)是IIoT的理想物理層。在其上運(yùn)行的工業(yè)協(xié)議可以幫助整合曾經(jīng)由不同的基于串行的現(xiàn)場(chǎng)總線完成的大部分工作，從而允許將離散的工廠設(shè)備池整合到融合網(wǎng)絡(luò)中。為給定設(shè)置選擇實(shí)際的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議將在很大程度上取決于確定性要求、已經(jīng)到位的基礎(chǔ)設(shè)施以及組織是否需要或需要額外的硬件和軟件組件等因素。

以太網(wǎng)簡(jiǎn)化工業(yè)網(wǎng)絡(luò)

HART-IP適用于處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和其他形式的流量，因?yàn)樗cHART和WirelessHART共享一個(gè)應(yīng)用層。在其他應(yīng)用中，像EtherNet/IP這樣的東西可能更適合在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中工作并連接TCP / IP流量。或者，EtherCAT可能是動(dòng)態(tài)處理的正確選擇，它可以減少CPU負(fù)載并消除對(duì)交換機(jī)和集線器的依賴。

對(duì)于許多制造商來說，混合以太網(wǎng)解決方案將是最佳途徑。使用解決方案，例如具有PriorityChannel的RapID網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)接口?可以幫助支持所有領(lǐng)先的協(xié)議，同時(shí)消除以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)流量的不利影響。

審核編輯：郭婷