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真实世界的联网——现场总线、开放标准和办公网络

2008.12.28阅读 2456

  尽管所有媒体宣传都围绕新技术展开,但是更重要的是,仔细研究新技术能给客户带来的利益以及对最终效益的贡献。工业以太网真的能够提高工作流程和生产率吗?它是否能够提升投资利润率?现场总线的未来又是如何?
  现场总线转向工业以太网的变化,正是受趋于具有兼容性、从管理层直达生产单元的网络技术的需求。从公司网络的任何一点都可访问生产单元和生产岛的数据,这种优势显而易见。如果在现场总线层上的功能更加丰富控制工程网版权所有,也就意味着更好的公司业绩、更大的灵活性和更顺畅的工作流程。面对日益加剧的成本和竞争压力,我们必须使生产流程更加快速、灵活和高效。
  通过使用标准软件可确保公司内部随时获得和访问有用信息。应用程序间的标准化接口清除了所存在的障碍。以太网标准和TCP/IP或UDP/IP协议(TCP=传输控制协议;UDP=用户数据报协议;IP=网际协议)支持各层间的通信,而不会造成介质中断。在这些网络上,都采用了安装在服务器上的标准数据传输、存储和处理方案。生产岛上的操作人员可以借助可视的标准Windows界面快速访问所需的信息。这样不但达到了加速工作流程的目的,还提高了生产效率。

  标准化是降低成本的关键
  

数字网络允许工程师在逻辑段内组织机器和系统。这些逻辑块有效地提高了生产和设计开发过程的效率。模块化的设计缩短了测试周期,并且加速了部件层面的调试,同时还提高了产品的复用率。所有这一切对工程进度和维护都具有正面影响。以太网可大幅度降低接口数量。更重要的是,跨不同总线系统和网络需要付出更多的努力和掌握更多的专业知识,而当客户使用以太网和标准协议时控制工程网版权所有,这一切都没有必要。标准化方案还可大幅缩短设计、生产到调试所花费的时间,从而有利于公司的现金流动和节省大量费用。在系统中预留第三方产品接口无疑是朝正确方向迈出的一步。基于标准化部件说明的第三方工具将促进开发更佳的解决方案。因此标准化在降低成本方面扮演至关重要的角色。

  网络要求
  自动化系统可大致分为现场设备、控制设备和网络,其中网络堪称自动化系统的骨干。网络要求来自于需要自动化的过程和生产设备。对于现场层的专用网络和总线要求包括高可用性、实时、故障后的快速自愈、数据传输的可靠性和安全性、冗余和更加严格的EMC、温度和抗振要求。应用于此的工业以太网同样也必须满足这些要求。在生产环境中CONTROL ENGINEERING China版权所有,网络的连续可用性极为重要。工业级的部件以及适当的网络布局也具有举足轻重的地位。在故障发生后的300 ms内控制工程网版权所有,具有闭环拓扑和冗余管理的网络能够自动愈合网络。然而,在办公环境中可以容忍的30秒时间范围,在生产中是会导致严重的问题的。

  工业以太网正在推动现场总线的发展
  随着以太网向生产和生产工艺中的不断渗透CONTROL ENGINEERING China版权所有,不可逆转的变化正在发生。这一趋势的内在动力不断促使着围绕现场设备和现场总线应用的解决方案的革新发展,对于用户来说这无疑是个好消息。当前的发展趋势表明:诸如ASI和DeviceNet之类的私有总线系统将只在传感器和传动设备的集成方面拥有一席之地。将利用耦合器和主机将它们连接到网络和现场控制器。不过,由于传感器和传动设备日趋智能化,因此将采用工业以太网把它们集成到控制系统内。贯穿各层且无介质中断的无缝通信才是一个关键优势。这便是多数私有方案在协议层选用TCP/IP方案的原因。
  协议应用层的标准化也是开放解决方案的先决条件,许多制造厂家通过提供各种设备、控制器和软件方案来满足这种需要。在应用层使用通用标准将为各层间无缝集成所有部件提供参照标准。

  总结
  如上所述,工业以太网正处于现场总线层和受到广泛支持的开放标准以及办公网络的交汇口上。工业以太网的快速而广泛的发展已将用户推到完全主导的位置,使他们能够在生产车间内实施无缝的解决方案。
  通过充分应用工业以太网技术,公司可以提高生产率、加快工作流程、获得更好的投资回报和达到更加全面的工厂及过程自动化。

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