工业以太网解决方案的采用已经上升了一段时间了,从串行协议,如PROFIBUS自动化行业的变化,并且可以打开像PROFINET基于以太网的替代品®和EtherCAT ®。根据IMS Research 2013年的一份研究报告,仅在过程工业中使用工业以太网应该比2011年的水平翻一番。1 2015年的一份供应商报告显示,尽管工业以太网协议在整体市场份额中仍然落后于现场总线(33%至67% %),它们的增长速度是原来的两倍以上(17%比7%)。
什么在推动工业以太网的采用?
以太网解决方案之所以在传统现场总线上取得如此巨大的成功,主要是因为以太网供电的出色带宽和速度,以及由于大型已建立的产品生态系统而具有出色的灵活性和成本效益。另外,以太网是一种熟悉的技术,几十年前首次进入办公室局域网。
以太网采用的另一个主要驱动因素是:工业物联网的兴起。IIoT的庞大规模及其无数的设备和IP网络正在推动硬连线发射器和串行现场总线达到极限。例如,HART系列协议的演变就可以看到这种趋势。3
更具体地说,WirelessHART的推广意味着许多用于测量的动态变量现在正由设备交换,而不是许多传统自动化协议的单个变量移动。在Modbus RTU寄存器中映射所有这些数字将是缓慢而艰苦的工作。诸如Modbus RTU等的基于串行的协议也不适合执行对IIoT越来越重要的智能设备管理。
IIoT将硬线发送器推向极限
因此,HART-IP采用支持标准IEEE 802.3以太网和IEEE 802.11 Wi-Fi开发。像许多其他工业以太网协议一样,它通过处理实时数据和其他形式的流量,将企业IT和自动化与控制系统紧密地结合在一起。这样可以提高工厂网络的可扩展性,以及能够使用一组技术(以太网)而非许多技术节省成本。
融合的基于以太网的网络与Ad Hoc系统
由于以上概述的许多优点,以太网是IIoT的理想物理层。在它之上运行的工业协议可以帮助整合大部分工作,一旦完成不同的基于串行的现场总线,就可以将离散的工厂设备池合并到融合网络中。为给定设置选择实际的工业以太网协议将主要取决于诸如确定性要求,已有的基础设施以及组织是否需要或需要额外的硬件和软件组件等因素。
以太网简化了工业网络
HART-IP适用于处理实时数据和其他形式的流量,因为它与HART和WirelessHART共享应用层。在其他应用中,像EtherNet / IP这样的东西可能更适合在标准以太网基础设施中工作并连接TCP / IP通信。或者,EtherCAT可能是实时处理的正确选择,可减少CPU负载并消除依赖交换机和集线器的需求。
对于许多制造商来说,以太网解决方案的组合将是最佳路线。使用诸如具有PriorityChannel ™的RapID网络平台接口等解决方案可以帮助支持所有领先的协议,同时消除以太网网络流量的不利影响。3
参考
1 “ 以太网速度的HART。“欧洲控制工程,2015年11月。
2 “ 现场总线市场仍是工业以太网的两倍。“驱动与控制,2015年1月。
3 工业网络解决方案。ADI公司(原Innovasic)。