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工業(yè)以太網(wǎng)前景無限

2025China.cn   2008年08月05日
眾所周知,在企業(yè)信息系統(tǒng)中,以太網(wǎng)已經(jīng)成為事實上的標準網(wǎng)絡,將標準以太網(wǎng)延伸到工業(yè)實時控制,將很好地幫助用戶獲得更加開放集成的工業(yè)自動化和信息化的整體解決方案。 EtherNet/IP就是為實現(xiàn)這一目的的標準工業(yè)以太網(wǎng)技術,它是標準以太網(wǎng)和通用工業(yè)協(xié)議(CIP)的結合。EtherNet/IP滿足從高精度時間同步(+-100ns)、分布式伺服控制、離散控制、過程控制到安全系統(tǒng)等所有工業(yè)應用要求,并支持現(xiàn)場和遠程監(jiān)視、診斷和組態(tài);當然,EtherNet/IP產(chǎn)品也可使用其他標準以太網(wǎng)上的服務如HTTP、SNMP等.。這意味著,工業(yè)自動化和企業(yè)信息系統(tǒng)更直接的集成,比如,無須附加編程,相關人員就可方便地通過網(wǎng)頁瀏覽器來組態(tài)、診斷并監(jiān)視工廠設備。此外,EtherNet/IP還從EMC、安裝防護等級各方面作出規(guī)定,保證EtherNet/IP產(chǎn)品的嚴格工業(yè)環(huán)境適應性。

眾人拾柴火焰高

  據(jù)業(yè)內(nèi)著名的市場調(diào)查公司ARC Group針對工業(yè)以太網(wǎng)市場提供的報告稱,2002~2007年間,每年的工業(yè)網(wǎng)絡接口遞增率高達84%!而2003~2008年間,與工業(yè)以太網(wǎng)緊密相關的DCS產(chǎn)品和PLC產(chǎn)品的市場容量年增長率分別達到15%和14%。隨著交換網(wǎng)絡通信技術的產(chǎn)生和發(fā)展,工業(yè)以太網(wǎng)技術正在快速地進入工業(yè)應用場合。

ARC Group

圖1:ARC咨詢組 “全球工業(yè)Ethernet市場直至2009年概況和預測”
請負責設計的美編重新畫柱狀圖(圖1右下角),重新畫應用架構圖

  對于用戶來講,復雜技術的開放性、一致性和易于使用性是用戶越來越迫切的需求。以及出自削減由獨立于制造商、系統(tǒng)范圍的工程設計而引起的成本的種種考慮,推動了工業(yè)以太網(wǎng)技術快速進入現(xiàn)場級的應用。為了在競爭越來越激烈的制造業(yè)中取得成功,無論企業(yè)的規(guī)模如何,都必須更加快速地響應客戶的要求,并為客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品之外的其它價值。實現(xiàn)這些目標的最佳方式是實時、深入地了解整個制造企業(yè)的全部重要數(shù)據(jù)和商業(yè)資源。這是工業(yè)以太網(wǎng)部署的源動力。

  對于廠商來講,工業(yè)以太網(wǎng)是新的掘金“富礦”,其應用和關聯(lián)增值業(yè)務能夠帶來豐厚的效益,同時幫助客戶建立面向未來的新平臺。例如系統(tǒng)公司致力于幫助制造商建立協(xié)作制造環(huán)境,實現(xiàn)智能網(wǎng)絡制造(INM),為制造運作提供順暢、安全的數(shù)據(jù)可視性和極高的靈活性。作為INM計劃的一部分,工業(yè)以太網(wǎng)解決方案能夠彌補辦公室與生產(chǎn)車間之間的缺口,同時提供可視性和靈活性,幫助制造企業(yè)將制造車間轉(zhuǎn)變成戰(zhàn)略性企業(yè)資源,從而創(chuàng)造新的現(xiàn)代工業(yè)奇跡。

  公司一直致力于EtherNet/IP解決方案的應用推廣,以幫助中國的工業(yè)企業(yè)提高競爭力。認為,Ethernet/IP工業(yè)網(wǎng)絡解決方案的出現(xiàn),對工業(yè)領域具有十分重要的意義,不僅提供了從工業(yè)層到企業(yè)網(wǎng)絡的一整套無縫整合系統(tǒng),更重要的是它建立在標準以太網(wǎng)技術平臺之上,已為眾多的技術人員所熟悉,保證了其今后會隨著以太網(wǎng)技術的發(fā)展而得到進一步創(chuàng)新。作為一個日漸流行的開放標準,EtherNet/IP的技術優(yōu)勢可滿足自動化領域的廣泛需求。預計采用這一事實上的統(tǒng)一標準的設備到2008年將以兩位數(shù)百分比加速增長,這為所有參與者提供了巨大的商機。中國經(jīng)濟正以每年10%的速度遞增,EtherNet/IP技術能夠為這一快速發(fā)展提供幫助。

工業(yè)以太網(wǎng)的價值

  Ethernet 規(guī)格是1985年IEEE 802.3 標準的基礎。它詳細說明了物理層和較低級軟件層。而與 TCP/IP相結合, Ethernet成為世界上應用最廣的網(wǎng)絡技術。

  EtherNet/IP控制網(wǎng)絡基本性能包括:決定性控制、具有應用需要的性能、故障容錯和故障措施、遠程配置、數(shù)據(jù)收集和診斷、低成本器械連接、總線支持設備、內(nèi)部安全(針對某些應用)和開放式網(wǎng)絡標準等。其價值在于:對于商業(yè)企業(yè)整合簡單,把生產(chǎn)規(guī)劃和控制、質(zhì)量控制、可追蹤性、維持系統(tǒng)等融為一體;它是高速度、高帶寬網(wǎng)絡,便于實現(xiàn)網(wǎng)絡融合,駁接區(qū)域更廣的連接設備;通過現(xiàn)成專家服務、遠程專家診斷、部署低成本通用硬件等手段實現(xiàn)應用的經(jīng)濟與便捷;通過無線、智能供配電、TCP/IP 應用等推進技術持續(xù)發(fā)展。

現(xiàn)代工業(yè)“交響曲”

  EtherNet/IP的應用已形成趨勢,在汽車、食品飲料、輪胎等制造業(yè),以及電力、交通、石化、冶金、安防、水處理等應用領域有超過50萬個安裝節(jié)點。未來國內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)市場的應用前景將更加廣闊,許多以前從未涉足的相對保守的領域內(nèi)也將看到工業(yè)以太網(wǎng)的身影。

  迄今為止,已有超過150個注冊EtherNet/IP供貨商 ,他們提供編程邏輯控制器、人機接口、多I/O平臺、電子管歧管、天平、條碼掃描設備、運動控制器、驅(qū)動控制器、解算裝置/接口、電力智能監(jiān)控單元、識別站點、EtherNet/IP串行接口、IP67 EtherNet/IP 連接器、Ethernet 診斷工具、過程總線FF鏈接設備、交換機等相關配套設備。

  工業(yè)以太網(wǎng)不但能幫助企業(yè)為車間設備增加以太網(wǎng)連接,還能為企業(yè)提供所需的高新技術。同時可管理交換機能夠以可控方式接入網(wǎng)絡,因此,企業(yè)不但能對實時數(shù)據(jù)作出適當?shù)捻憫€能延長關鍵流程的正常運行時間。下面是一個典型的工業(yè)以太網(wǎng)在企業(yè)中的應用。

圖2 網(wǎng)絡拓撲圖

網(wǎng)絡拓撲圖

  比較典型的應用有美國安海斯-布希公司(百威啤酒)部署 EtherNet/IP。在每小時70000瓶灌裝線上配置 Catalyst 2955 系列工業(yè)等級以太網(wǎng)交換機,通過8個 ControlLogix控制器、495個 PowerFlex變頻器、120 個Flex IO 現(xiàn)場站和5個 PanelView人機界面實現(xiàn)現(xiàn)場控制。EtherNet/IP網(wǎng)絡不僅能夠為百威啤酒的控制器、機器人、過程控制設備提供實時數(shù)據(jù)通訊,而且還能夠為更高一層的商務系統(tǒng)提供支持。

  再如,2003年,通用汽車公司宣布將EtherNet/IP作為其全球汽車制造生產(chǎn)控制系統(tǒng)的統(tǒng)一標準,并將于2007年1月1日前完成他們在全球60多個工廠的生產(chǎn)控制系統(tǒng)整合工作。目前,通用汽車的工業(yè)以太網(wǎng)戰(zhàn)略已經(jīng)取得顯著的成果,在國內(nèi)的上海通用以及其所屬的外地基地都采用了工業(yè)以太網(wǎng)解決方案。最近的一個案例是2006年1月,通用汽車(巴西)公司實施了工業(yè)以太網(wǎng)解決方案。這是基于 Catalyst 2955工業(yè)等級交換機的新型基礎架構,為巴西通用打造了一個集數(shù)據(jù)、音頻及多媒體服務一體的智能網(wǎng)絡,可以整合有關汽車制造的所有程序,在一個統(tǒng)一綜合的網(wǎng)絡平臺上進行生產(chǎn)開發(fā)、裝配、銷售及物流。

  可以預計,EtherNet/IP解決方案將通過緊密地整合現(xiàn)代工廠的程序,真正使工廠變得更加高效,幫助用戶根據(jù)精確實時的信息做出決策,從而滿足了面向未來的現(xiàn)代制造頁的需求。

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