行業(yè)分析人士指出,，眾多業(yè)務(wù)需求正推動企業(yè)內(nèi)的工業(yè)——商業(yè)網(wǎng)絡(luò)的融合,。正常運(yùn)行時間和生產(chǎn)最優(yōu)化,、產(chǎn)品質(zhì)量,、工作流程速度和效率以及客戶服務(wù)需求是人們經(jīng)常提及的事項(xiàng),。全球競爭和利潤縮減促使多家制造商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)整合,，努力簡減運(yùn)營,，增加產(chǎn)能和減少總體成本。

正如拓展多年的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)之上的加工控制技術(shù)的應(yīng)用,，這些企業(yè)也正在考慮利用以太網(wǎng)的力量來鏈接其生產(chǎn)和商業(yè)層面,，以期贏得競爭優(yōu)勢。


網(wǎng)絡(luò)融合架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)融合必須整合布線,；連接器,；控制器；開關(guān)和其它零部件,；以及軟件界面以便在商業(yè)和生產(chǎn)功能之間發(fā)送和挖掘數(shù)據(jù),。益處來源于融合，很大程度上依賴于網(wǎng)絡(luò)配置和企業(yè)決定整合網(wǎng)絡(luò)的特定策略,。在裝置級網(wǎng)絡(luò)上,，工廠基層控制器使用數(shù)項(xiàng)開放或?qū)Ｓ袇f(xié)議之一，與機(jī)器上的裝置進(jìn)行通信,。今天的發(fā)展趨勢是實(shí)施以太網(wǎng)作為連接某個遺留協(xié)議應(yīng)用之一的鏈接層協(xié)議,，甚至是以太網(wǎng)直接進(jìn)入機(jī)器上的裝置層面。

采用合適的架構(gòu)和工業(yè)級零部件,，以太網(wǎng)融合能夠提供如下的顯著優(yōu)勢：

· 企業(yè)范圍的接入和增強(qiáng)的商務(wù)智能

· 提高數(shù)據(jù)傳輸速度以實(shí)現(xiàn)更快的信息流

· 改進(jìn)的能源效率和資源管理

· 提升的設(shè)備性能

· 協(xié)調(diào)的監(jiān)控和控制以優(yōu)化生產(chǎn)

以太網(wǎng)融合提供了滿足實(shí)時數(shù)據(jù)通信要求的能力,，具有經(jīng)過驗(yàn)證的可靠性、安全性和易于整合性,。這是以太網(wǎng)企業(yè)范圍技術(shù)平臺運(yùn)營穩(wěn)步增長的原因所在,，尤其在較大的制造企業(yè)。

技術(shù),，工業(yè)步伐一致嗎,？

以前單獨(dú)考慮的工廠基層功能、設(shè)備性能和生產(chǎn)指標(biāo),，現(xiàn)在已獲廣泛認(rèn)可為重要的策略業(yè)務(wù)工具,，能夠幫助減少支出并優(yōu)化正常運(yùn)行時間。技術(shù)進(jìn)步已經(jīng)起到領(lǐng)頭作用,，其提供了網(wǎng)絡(luò)工具,，以期高效鏈接機(jī)器工藝、控制系統(tǒng)和工廠范圍信息至企業(yè)，具有無與倫比的可擴(kuò)展性,、功能性和選項(xiàng),。

然而，技術(shù)和工業(yè)很少同步發(fā)展,。盡管分析人士社群經(jīng)常有看好的預(yù)測,，認(rèn)為整個行業(yè)會轉(zhuǎn)向商業(yè)——工業(yè)網(wǎng)絡(luò)融合，但現(xiàn)實(shí)情況是這些應(yīng)用一直以較緩慢,、較慎重的步伐進(jìn)行——這也是明智的,。在發(fā)展減速的經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，發(fā)展趨勢既不迅速也不明顯,。

不過，事實(shí)上,，工廠環(huán)境正在逐步從專有協(xié)議轉(zhuǎn)向最普遍的當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)：使用傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)和標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的通信協(xié)議。

工業(yè)以太網(wǎng)使用雙絞線電纜,、光纖,、無線網(wǎng)絡(luò)和在未來使用的電力線載波通信(以太網(wǎng)供電信號(Ethernet over the power signal)),。通用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議,，包括以太網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(EtherNet/IP),、工業(yè)以太網(wǎng)(Profinet)和其它相符的開放系統(tǒng)——已經(jīng)過實(shí)地測試，用于管理要求在同一網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)時性能和多個通信通道的無數(shù)自動化生產(chǎn)情形,。

傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)是一套為允許電腦通過網(wǎng)絡(luò)共享資源而開發(fā)的協(xié)議,，作為聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)廣泛地應(yīng)用于商業(yè)辦公室，以便讓網(wǎng)絡(luò)和電腦之間進(jìn)行通信,。多臺電腦能夠在單一局域網(wǎng)使用TCP/IP和其它協(xié)議,，使用IP提供的路徑接入互聯(lián)網(wǎng),。TCP/IP促進(jìn)了商業(yè)網(wǎng)絡(luò)中快速、準(zhǔn)確的文件傳輸以及用戶通信,。通過以太網(wǎng)和TCP/IP進(jìn)行的工廠信息傳輸，能夠整合進(jìn)入普通商業(yè)網(wǎng)絡(luò)和辦公應(yīng)用,。

工廠,、企業(yè)信息需求不同

大多數(shù)情況下，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)需求與辦公環(huán)境的需求有不同,。在工廠層面,，過程控制和自動化經(jīng)常需要更嚴(yán)格的實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸率,。除速度之外，相比先前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),，以太網(wǎng)能夠跨越距離和接受更多的設(shè)備而不會減低性能,。

預(yù)計(jì)以太網(wǎng)將是適合未來應(yīng)用的主流通信技術(shù),，其確保了技術(shù)將繼續(xù)提高和精煉,。今天所部署的以太網(wǎng)系統(tǒng)得益于過往的重要經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),。必須仔細(xì)地規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、安全性和數(shù)據(jù)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(jìn)行擴(kuò)充,。另一需要消除的謬論是開放性永遠(yuǎn)等同于無縫互用性,。盡管100 Mbps以太網(wǎng)芯片具有通用性,，但是,，所選協(xié)議實(shí)施方案的不兼容性也是事實(shí)。以太網(wǎng)I/O標(biāo)簽并不意味著所有產(chǎn)品在同一協(xié)議堆棧內(nèi)是兼容的,?；ビ眯允且粋€需要仔細(xì)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(tǒng)(PAC)和過程控制系統(tǒng)(PC)控制著機(jī)器和裝置的運(yùn)行，并且從中收集數(shù)據(jù),。正確的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能夠有效地鏈接企業(yè)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(shù)據(jù)透明度既可以授權(quán)也能被極度壓制。篩選和選擇數(shù)據(jù)是成功的網(wǎng)絡(luò)融合的關(guān)鍵,。各種類型的管理展示板和其它商業(yè)智能和分析軟件應(yīng)用能夠集中于高層決策所需的關(guān)鍵指標(biāo),、關(guān)鍵績效指標(biāo)和其它數(shù)據(jù)。

快速的信息流,？

與通常經(jīng)歷的延遲不同,，當(dāng)上網(wǎng)沖浪或發(fā)送文件給附近的打印機(jī)時，機(jī)器對機(jī)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(shù)的快速發(fā)展,，最終,，工業(yè)所期望的網(wǎng)絡(luò)速度可以達(dá)到每秒千兆比特范圍,，相當(dāng)于更快地傳輸更多的數(shù)據(jù),。

單獨(dú)數(shù)據(jù)速度不一定會提高進(jìn)程速度,，盡管近似的實(shí)時數(shù)據(jù)流有助于擴(kuò)大協(xié)作提高工作流程的效率,。僅當(dāng)相稱的過程和網(wǎng)絡(luò)組件保持同步時,，才能完全實(shí)現(xiàn)高速信息的全部價值。

典型地,，只有極快速的涉及運(yùn)動控制和精密自動化的制造過程需要適合高視覺,、復(fù)雜運(yùn)動和算法的帶寬。對于大多數(shù)制造和過程應(yīng)用,，最簡單形式(10-100 Mbps)的以太網(wǎng)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(diǎn)應(yīng)當(dāng)在生產(chǎn)能力而不是速度,。對于任何特定的制造商,，合適的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要在理想速度上正常運(yùn)作，以達(dá)到理想的生產(chǎn)能力,。

考慮這些問題

來自工廠的實(shí)時原始數(shù)據(jù)通常沒有達(dá)到管理水準(zhǔn)的要求,，在大多數(shù)情況下也是不需要的,。在過去，由于獨(dú)特的環(huán)境和目標(biāo),，企業(yè)文化經(jīng)常把制造和行政管理作為單獨(dú)的實(shí)體來定位,。通過提供實(shí)時數(shù)據(jù)快照或展示板來提供智能診斷、質(zhì)量控制,、客戶服務(wù)和有效生產(chǎn)計(jì)劃,、日程安排和生產(chǎn)推進(jìn)，企業(yè)級整合能夠?yàn)橹圃焐處盹@著的好處,。

打包傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也使得以太網(wǎng)成為診斷監(jiān)控和故障檢修的理想工具,。對先進(jìn)監(jiān)控和工廠診斷的需求正在增長,，這將加快每個周期的數(shù)據(jù)流動，從而提高速度,。

標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)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(lǐng)域的工業(yè)以太網(wǎng)零部件經(jīng)設(shè)計(jì)運(yùn)行于嚴(yán)酷環(huán)境、承受極端溫度,、濕度和振動,，極大地超出受控環(huán)境設(shè)施的條件。因?yàn)樗鼈兊闹圃旄鼒?jiān)固,，所以工業(yè)級零部件最初的花費(fèi)更多,。然而，它們是為顯著延長的服務(wù)壽命期間的可靠運(yùn)作而設(shè)計(jì)制造,，因而總體擁有成本實(shí)際上降低了,。

從辦公室層面至工廠層面，以太網(wǎng)應(yīng)用的擴(kuò)展需要使用帶有增強(qiáng)保護(hù)等級和至少5e (100 Mbit/s快速以太網(wǎng))類別性能的RJ-45連接器,。針對以太網(wǎng)(EtherNet/IP),，工業(yè)以太網(wǎng)(Profinet),，以及開放式實(shí)時以太網(wǎng)(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(chǎn)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(yè)區(qū)域。在石化工廠,，無線通信越來越多地成為基準(zhǔn)。某些更新的設(shè)計(jì)由小型太陽能面板供電,。以太網(wǎng)將得益于新出現(xiàn)的無線技術(shù),。

許多公司為嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用選擇配置光纖技術(shù),。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(shù)情況下,，光纖系統(tǒng)成本較高且與遺留系統(tǒng)的兼容性問題存在疑問，隨著更多的企業(yè)轉(zhuǎn)向全企業(yè)融合，工業(yè)光纖線纜解決方案未來可能在工廠基層為數(shù)據(jù)完整性提供關(guān)鍵性能,。