技術，工業步伐一致嗎？

　　以前單獨考慮的工廠基層功能、設備性能和生產指標，現在已獲廣泛認可為重要的策略業務工具，能夠幫助減少支出并優化正常運行時間。技術進步已經起到領頭作用，其提供了網絡工具，以期高效鏈接機器工藝、控制系統和工廠范圍信息至企業，具有無與倫比的可擴展性、功能性和選項。

　　然而，技術和工業很少同步發展。盡管分析人士社群經常有看好的預測，認為整個行業會轉向商業——工業網絡融合，但現實情況是這些應用一直以較緩慢、較慎重的步伐進行——這也是明智的。在發展減速的經濟領域，發展趨勢既不迅速也不明顯。

　　不過，事實上，工廠環境正在逐步從專有協議轉向最普遍的當前標準：使用傳輸控制協議/互聯網協議（TCP/IP）和標準以太網網絡結構的通信協議。

　　工業以太網使用雙絞線電纜、光纖、無線網絡和在未來使用的電力線載波通信（以太網供電信號（Ethernet over the power signal））。通用工業以太網協議，包括以太網/互聯網協議（EtherNet/IP）、工業以太網（Profinet）和其它相符的開放系統——已經過實地測試，用于管理要求在同一網絡具有實時性能和多個通信通道的無數自動化生產情形。

　　傳輸控制協議/互聯網協議（TCP/IP）是一套為允許電腦通過網絡共享資源而開發的協議，作為聯網標準廣泛地應用于商業辦公室，以便讓網絡和電腦之間進行通信。多臺電腦能夠在單一局域網使用TCP/IP和其它協議，使用IP提供的路徑接入互聯網。TCP/IP促進了商業網絡中快速、準確的文件傳輸以及用戶通信。通過以太網和TCP/IP進行的工廠信息傳輸，能夠整合進入普通商業網絡和辦公應用。

　　工廠、企業信息需求不同

　　大多數情況下，工業網絡需求與辦公環境的需求有不同。在工廠層面，過程控制和自動化經常需要更嚴格的實時數據傳輸率。除速度之外，相比先前的網絡技術，以太網能夠跨越距離和接受更多的設備而不會減低性能。

　　預計以太網將是適合未來應用的主流通信技術，其確保了技術將繼續提高和精煉。今天所部署的以太網系統得益于過往的重要經驗教訓。必須仔細地規劃網絡架構、安全性和數據管理，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行擴充。另一需要消除的謬論是開放性永遠等同于無縫互用性。盡管100 Mbps以太網芯片具有通用性，但是，所選協議實施方案的不兼容性也是事實。以太網I/O標簽并不意味著所有產品在同一協議堆棧內是兼容的。互用性是一個需要仔細評測的重要因素。

　　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（PAC）和過程控制系統（PC）控制著機器和裝置的運行，并且從中收集數據。正確的網絡架構能夠有效地鏈接企業管理至工廠基層PLC，并且下連至裝置層面。然而，普遍存在的數據透明度既可以授權也能被極度壓制。篩選和選擇數據是成功的網絡融合的關鍵。各種類型的管理展示板和其它商業智能和分析軟件應用能夠集中于高層決策所需的關鍵指標、關鍵績效指標和其它數據。

　　快速的信息流？

　　與通常經歷的延遲不同，當上網沖浪或發送文件給附近的打印機時，機器對機器通信的即時性需要更多的帶寬，但速度值是相對的。隨著技術的快速發展，最終，工業所期望的網絡速度可以達到每秒千兆比特范圍，相當于更快地傳輸更多的數據。

　　單獨數據速度不一定會提高進程速度，盡管近似的實時數據流有助于擴大協作提高工作流程的效率。僅當相稱的過程和網絡組件保持同步時，才能完全實現高速信息的全部價值。

　　典型地，只有極快速的涉及運動控制和精密自動化的制造過程需要適合高視覺、復雜運動和算法的帶寬。對于大多數制造和過程應用，最簡單形式（10-100 Mbps）的以太網通常足夠快。雖然在今天的世界里，每家工廠都需要高效率，重點應當在生產能力而不是速度。對于任何特定的制造商，合適的網絡架構需要在理想速度上正常運作，以達到理想的生產能力。

　　考慮這些問題

　　來自工廠的實時原始數據通常沒有達到管理水準的要求，在大多數情況下也是不需要的。在過去，由于獨特的環境和目標，企業文化經常把制造和行政管理作為單獨的實體來定位。通過提供實時數據快照或展示板來提供智能診斷、質量控制、客戶服務和有效生產計劃、日程安排和生產推進，企業級整合能夠為制造商帶來顯著的好處。

　　打包傳輸的數據量也使得以太網成為診斷監控和故障檢修的理想工具。對先進監控和工廠診斷的需求正在增長，這將加快每個周期的數據流動，從而提高速度。

　　標準以太網獲廣泛宣稱為非專有的和較廉價的。理論上，這是真的。雖然，用于工廠流程領域的工業以太網零部件經設計運行于嚴酷環境、承受極端溫度、濕度和振動，極大地超出受控環境設施的條件。因為它們的制造更堅固，所以工業級零部件最初的花費更多。然而，它們是為顯著延長的服務壽命期間的可靠運作而設計制造，因而總體擁有成本實際上降低了。

　　從辦公室層面至工廠層面，以太網應用的擴展需要使用帶有增強保護等級和至少5e （100 Mbit/s快速以太網）類別性能的RJ-45連接器。針對以太網（EtherNet/IP），工業以太網（Profinet），以及開放式實時以太網（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區域。在石化工廠，無線通信越來越多地成為基準。某些更新的設計由小型太陽能面板供電。以太網將得益于新出現的無線技術。

　　許多公司為嚴苛的工業應用選擇配置光纖技術。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。雖然在大多數情況下，光纖系統成本較高且與遺留系統的兼容性問題存在疑問，隨著更多的企業轉向全企業融合，工業光纖線纜解決方案未來可能在工廠基層為數據完整性提供關鍵性能。
——本文選自電子發燒友網9月《智能工業特刊》，轉載請注明出處，違者必究！