隨著工業(yè)4.0模式的快速演進(jìn)，設(shè)備連網(wǎng)變得越來越重要,。無數(shù)的機(jī)器需要連接網(wǎng)絡(luò),，推動(dòng)了工業(yè)以太網(wǎng)的市場(chǎng)節(jié)節(jié)上升。根據(jù)瑞典工業(yè)網(wǎng)絡(luò)有限公司HMS對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的年度調(diào)查最新結(jié)果顯示,，2017年用于工廠自動(dòng)化方面的工業(yè)以太網(wǎng)安裝節(jié)點(diǎn)首次超過傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線,。
數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)安裝數(shù)量從2016年的46%的市場(chǎng)占比增長到2017年的52%,，而現(xiàn)場(chǎng)總線從48%下降到42%,。其中，EtherNet/IP是目前安裝最廣泛的工業(yè)以太網(wǎng),，其市場(chǎng)份額占15%,，其次是PROFINET和PROFIBUS占比12%，無線技術(shù)保持在6%的市場(chǎng)份額,。
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制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型需要高性能網(wǎng)絡(luò)來支持,，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案和工廠設(shè)備的整合在推動(dòng)工業(yè)以太網(wǎng)的使用。過去很長一段時(shí)間工業(yè)以太網(wǎng)處于過渡階段,，現(xiàn)在從安裝節(jié)點(diǎn)數(shù)量來看,，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)取代現(xiàn)場(chǎng)總線。
據(jù)HMS報(bào)告,，現(xiàn)場(chǎng)總線雖然在市場(chǎng)占比輸給了工業(yè)以太網(wǎng),，但2017年現(xiàn)場(chǎng)總線的安裝數(shù)量是增長的，其增長率從2016年的4%提升到6%,，可見工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)處理一下快速發(fā)展的階段,。不過，網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商預(yù)計(jì)未來幾年現(xiàn)場(chǎng)總線安裝數(shù)量將穩(wěn)步下降,。
2017年工業(yè)無線通信安裝節(jié)點(diǎn)比2016年增長了32%,，近兩年來無線技術(shù)不斷擴(kuò)大，但市場(chǎng)份額相對(duì)較少,，維持在6%的市場(chǎng)占比,。其中,，WLAN目前是最流行的無線技術(shù)，其次是藍(lán)牙,。無線通信技術(shù)可以減少布線,，并為設(shè)備連接和控制提供便利，越來越多地被機(jī)器制造商和系統(tǒng)集成商用來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新方案,，包括通過平板電腦或智能手機(jī)連接監(jiān)控等解決方案,。
分析發(fā)現(xiàn)歐洲和中東地區(qū)以Profinet和EtherNet/IP為主要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其中Profibus被廣泛使用,，還有其網(wǎng)絡(luò)包括EtherCat,、Modbus TCP和Ethernet Powerlink也比較流行；而美國市場(chǎng)比較明顯的是向EtherNet/IP發(fā)展,；在亞洲市場(chǎng),，Profinet,、EtherNet/IP,、Profibus、EtherCat,、Modbus和CC-Link均廣泛使用,。
廠商為何青睞工業(yè)以太網(wǎng)？
工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)則是以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)中,，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣,，設(shè)備連接往往需要更堅(jiān)固的連接器、電纜,，還有最重要的確定性,。為了達(dá)到更好的確定性，工業(yè)以太網(wǎng)使用了專門的協(xié)議,。比較流行的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議有PROFINET,、EtherNet/IP、EtherCAT和POWERLINK等,。
通常工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率范圍從10 Mbit/s到1 Gb/s,，其中100 Mbit/s是工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用中最流行的速度。工業(yè)以太網(wǎng)需要一些額外的考慮,，而不是在辦公室使用的以太網(wǎng)系統(tǒng),。例如，用戶需要通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)控工廠中生產(chǎn)設(shè)備的不同溫度,、振動(dòng),、噪音以及其它的一些參數(shù)。
像PROFINET和EtherCAT這樣的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議是從傳統(tǒng)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)修改而來的,，不僅確保制造業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)的正確發(fā)送和接收,，還能夠在系統(tǒng)需要執(zhí)行特定操作時(shí)按時(shí)發(fā)送和接收指令,。例如，自動(dòng)化灌裝生產(chǎn)過程中需要通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送灌裝數(shù)據(jù)以確保瓶子灌裝按照預(yù)期進(jìn)行,，實(shí)時(shí)生成自動(dòng)化報(bào)告,，當(dāng)瓶子裝滿時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上會(huì)發(fā)出停止灌裝的命令,。
工業(yè)環(huán)境中設(shè)備之間如果發(fā)生數(shù)據(jù)丟失或延遲可能會(huì)引發(fā)災(zāi)難,，所以工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性和確定性是十分重要的。工業(yè)環(huán)境必需保證實(shí)時(shí)感知自動(dòng)化生產(chǎn)過程狀態(tài),，能在惡劣的環(huán)境下完成工廠工藝需求,。
邊緣自動(dòng)化與IIoT的機(jī)遇
隨著確定性工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和零故障冗余協(xié)議的到來，某些行業(yè)供應(yīng)商提議要開發(fā)基于工業(yè)以太網(wǎng)EtherNet/IP連接的傳感器,，但也有人表示無需采用支持以太網(wǎng)的傳感器,，因?yàn)镮O-Link、HART或WirelessHART可以連接傳感器,，并通過轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)入工業(yè)以太網(wǎng),。一些過程工業(yè)供應(yīng)商已經(jīng)制定了潛在的新標(biāo)準(zhǔn)，可以通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接將傳感器連接到工業(yè)以太網(wǎng),。
在過去，自動(dòng)化行業(yè)的許多人堅(jiān)持以工業(yè)太網(wǎng)不會(huì)延伸到傳感器,、儀器儀表和檢測(cè)設(shè)備,，但今天工業(yè)4.0時(shí)代已經(jīng)到來，物聯(lián)網(wǎng)解決方案進(jìn)一步推進(jìn)了邊緣設(shè)備的智能化發(fā)展,。工業(yè)以太網(wǎng)終端設(shè)備包括傳感器和I/O驅(qū)動(dòng)器,，將在未來的連接業(yè)務(wù)戰(zhàn)略中發(fā)揮關(guān)鍵作用。為了擴(kuò)展設(shè)備的分析能力,，工業(yè)以太網(wǎng)必須擴(kuò)展到自動(dòng)化鏈中的最后一個(gè)設(shè)備：傳感器和I/O。
設(shè)備管理人員希望在更高程度上利用工廠層面的信息進(jìn)行業(yè)務(wù)決策,，因此他們將注意力轉(zhuǎn)向類似于傳感器和I/O等智能化產(chǎn)品上,。將數(shù)據(jù)導(dǎo)入云應(yīng)用程序的能力進(jìn)一步促進(jìn)了對(duì)具有大數(shù)據(jù)吞吐量和支持以太網(wǎng)的終端設(shè)備的需求，這些任務(wù)超出了大多數(shù)專用傳統(tǒng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的能力,。
工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備可滿足IIoT和工業(yè)4.0的需求,，如減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間和生產(chǎn)靈活性，工業(yè)以太網(wǎng)和無線將成為這些目標(biāo)的主要推動(dòng)力,。