工業(yè)以太網(wǎng)如何使網(wǎng)絡(luò)更具可擴(kuò)展性

隨著自動(dòng)化行業(yè)從PROFIBUS和CAN等串行協(xié)議轉(zhuǎn)向基于以太網(wǎng)的替代方案（如PROFINET ^?和EtherCAT ?。根據(jù)IMS Research 2013年的一項(xiàng)研究，僅在過(guò)程工業(yè)中使用工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)量應(yīng)該比2016年增加一倍。 ¹ 2015年的供應(yīng)商報(bào)告顯示，雖然工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議仍然在整體上落后于現(xiàn)場(chǎng)總線市場(chǎng)份額（33％至67％），增長(zhǎng)速度超過(guò)兩倍（17％對(duì)7％）。 ²

什么是推動(dòng)工業(yè)以太網(wǎng)采用？< / h3>

以太網(wǎng)解決方案在傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線上獲得如此多的基礎(chǔ)之所以主要涉及以太網(wǎng)供應(yīng)的優(yōu)越帶寬和速度，以及由于大型已建立的產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)而具有出色的靈活性和成本效益。此外，以太網(wǎng)是一種熟悉的技術(shù)，幾十年前首次進(jìn)入辦公室局域網(wǎng)。

以太網(wǎng)的另一個(gè)主要推動(dòng)因素是：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的興起。具有無(wú)數(shù)設(shè)備和IP網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模IIoT正在將硬連線發(fā)射器和串行現(xiàn)場(chǎng)總線推向極限。例如，在HART協(xié)議族的演變中可以看到這種趨勢(shì)。 ³

更具體地說(shuō)，WirelessHART的傳播意味著許多用于測(cè)量的動(dòng)態(tài)變量現(xiàn)在正在由設(shè)備交換，而不是許多傳統(tǒng)自動(dòng)化協(xié)議的單一變量移動(dòng)。在Modbus RTU寄存器中映射所有這些數(shù)字將是緩慢，艱苦的工作。 Modbus RTU等基于串行的協(xié)議也不具備執(zhí)行智能設(shè)備管理的能力，這對(duì)于IIoT而言越來(lái)越重要。

IIoT將硬連線發(fā)射機(jī)推向極限

因此，HART-IP是使用支持標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3以太網(wǎng)和IEEE 802.11 Wi-Fi開發(fā)的。與許多其他工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議一樣，它通過(guò)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和其他形式的流量，使企業(yè)IT和自動(dòng)化與控制系統(tǒng)更加緊密。這樣可以提高工廠網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，同時(shí)可以節(jié)省使用一組技術(shù)（以太網(wǎng)）而不是許多技術(shù)。

基于以太網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)與Ad Hoc系統(tǒng)

< p>由于上面提到的許多優(yōu)點(diǎn)，以太網(wǎng)是IIoT的理想物理層。運(yùn)行在其上的工業(yè)協(xié)議可以幫助整合大部分工作，這些工作一旦由不同的基于串行的現(xiàn)場(chǎng)總線完成，允許將離散的工廠設(shè)備池合并到融合網(wǎng)絡(luò)中。為給定設(shè)置選擇實(shí)際的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議在很大程度上取決于諸如確定性要求，已經(jīng)存在的基礎(chǔ)設(shè)施以及組織是否需要或需要其他硬件和軟件組件等因素。

以太網(wǎng)簡(jiǎn)化了工業(yè)網(wǎng)絡(luò)

HART-IP適用于處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和其他形式的流量，因?yàn)樗cHART和WirelessHART共享一個(gè)應(yīng)用層。在其他應(yīng)用中，EtherNet / IP之類的東西可能更適合在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中工作并連接TCP / IP流量?；蛘?，EtherCAT可能是實(shí)時(shí)處理的正確選擇，可以減少CPU負(fù)載，無(wú)需依賴交換機(jī)和集線器。

對(duì)于許多制造商而言，以太網(wǎng)解決方案的組合將是最佳的路線。使用具有PriorityChannel ^?的RapID網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)接口等解決方案可以幫助支持所有主要協(xié)議，同時(shí)消除以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)流量的不利影響。 ³