工业网络:一个网络实现全企业连接

这是一个信息时代，不断获取关键数据是提高效率、生产力甚至盈利能力的关键。工业网络功能已经成为实现企业范围内通信和连接的门户，这是在当今市场中保持竞争力所必需的。实施工业网络解决方案可确保用户立即访问关键生产数据，提供最高级别的控制和可见性。

随着传统点对点现场总线的迁移，先进的网络架构确保了从设备级到企业业务系统的连通性、协作和集成。为了选择最佳的解决方案，制造商在实施前检查所有选项是很重要的。如EtherNet/IP、Modbus TCP、Profinet等协议的性能和应用适用性分析。此外，他们还应该了解各种环境挑战、电缆类型和流量问题，以选择理想的网络解决方案，对所有生产组件进行持续、完整的控制。

办公室之外的网络

工业以太网基于IEEE 802.3标准。虽然最初是为办公环境中的以太网创建的，但该标准已经过修改以用于工业自动化。以太网要在工业环境中使用，就必须适应传统设备所不具备的环境条件。大多数标准用途不包括暴露在极端温度、湿度、振动、不断弯曲和噪音中，这些都可能是由驱动器、机器人或工厂车间中经常发现的其他设备引起的。工业应用程序具有与其他类型的应用程序不相关的需求

在此之前，工业以太网公司无法将管理、控制级和设备级网络统一到一个网络基础设施中，只能维护单独的网络来支持工厂车间和业务操作。例如，企业IT网络支持传统的管理功能，而控制级网络连接控制和监控设备，设备级网络将控制器与工厂的I/O设备连接起来。通过将这两个功能组合到一个网络上，可以提高整个自动化操作的效率和控制。

工业自动化网络

随着工厂开始转向工业网络解决方案，重要的是要考虑一些关键因素，例如要使用什么网络协议、网络拓扑以及网络将受制于的总体环境条件。

EtherNet/IP是ODVA支持的一种通信协议，用于工业自动化和过程控制环境。它采用通用工业协议(CIP)，并在以太网的基础上实现。CIP为各种应用程序封装了广泛的消息和服务套件。EtherNet/IP为用户提供了一种为工业应用部署标准以太网技术的方法。EtherNet/IP可以与星形、树状或线状拓扑一起使用，但在工业应用中首选交换拓扑。使用托管交换机可以将网络配置为尽可能接近实时行为，这在工业应用中通常是必需的。

Profinet是Profibus和Profinet International (PI)的开放式工业以太网标准，用于自动化。它使用TCP/IP和It标准，并使用特定的协议和机制对其进行补充，以提供实时性能功能。Profinet支持集成现有的现场总线系统，如Profinet、DeviceNet和Interbus，而无需更改现有设备。Profinet可以与星形、树状或线状拓扑一起使用，但每种布局都需要考虑应用程序的总体需求。

Modbus TCP/IP是一个运行在以太网上的TCP接口的Modbus RTU协议。Modbus由Modbus- ida用户组织管理。TCP/IP是指传输控制协议和Internet协议，它为Modbus TCP/IP消息提供传输通道。Modbus TCP/IP经常用于工业环境，因为它易于部署和维护，而且它是专门为工业应用开发的。Modbus TCP/IP可以与星形、树形或线形网络拓扑一起使用，并且可以使用以太网技术实现，该技术已经适应了工业环境的使用。

工业网络

虽然工业网络是改进运营的强大工具，但它不是“一刀切”的解决方案。在为个人网络需求实现适当的解决方案之前，必须考虑几个因素，如环境、流量、安全性和布线。

由于以太网最初是为办公环境创建的，所以用户在决定需要哪种类型的布线时，必须考虑他们的环境条件。工业以太网布线是为了满足和超过工业应用的要求而设计的，环境条件通常会决定所使用的束绳的类型。绳套有望在各种应用中发挥作用，包括焊接、高柔性机器人、冲洗或卫生条件。紧身衣的设计必须能够承受冲击和振动、挤压和拉伸、弯曲或扭曲、灰尘和污垢、水、油、化学物质、腐蚀性气体或极端温度。

除了环境方面的考虑外，工业网络还必须能够管理工厂流量，并与现有系统进行接口。流量范围从数据传输到关键任务传输，并能够区分两者，识别高优先级流量，以确保其继续有效运行。此外，由于许多流程处理敏感信息，制造商应该使用安全机制来避免外部入侵并保护内部通信。

网络是分层的，需要过滤以允许信息根据源、应用程序和目的地通过系统。可以根据IP地址、端口类型、物理参数等进行过滤。此外，建立网络冗余也很重要，因为如果出现问题，备用链路将确保生产自动恢复，防止信息丢失。

实施前，工厂管理者需要考虑网络通信信号的要求，包括CAT 5、5e、6,6a和7;两对或四对布线;d码或x码绳装;实心或绞合电缆;以及屏蔽或非屏蔽电缆。这将使用户能够选择适当的解决方案。

个以工厂为家的网络

随着需求的增长和行业竞争的加剧，操作数据必须以更快的速度和更大的数量跨更远的距离传输。因此，保持可靠的企业连接对于持续的整体生产是必要的。因此，连接办公室与工厂车间的协议必须提供制造企业网络之间的无缝互操作性。实现一个完整的端到端网络解决方案可以带来广泛的好处，包括降低总体拥有成本(TCO)，由于实时可见性和灵活性而获得更高的投资回报率(ROI)，减少网络维护，降低人工成本。

当将网络从后台转移到工厂车间时，制造商需要高水平的可靠性和安全性，具有复杂的功能，可以持续访问关键的生产信息。工业网络协议提供的先进技术现在可以实现一个高质量的网络，可以控制整个工厂的运行。

通过提供与管理级、控制级和设备级管理的全面集成，信息可以在整个企业中自由移动，从而提供无与伦比的可见性。这种程度的简化、完整的信息共享通过自动更新库存信息、分布数据和实时状态更新，确保了更无缝的生产。

此外，部署一个工厂范围的网络消除了额外的成本、维护需求和耗时的安装。通过监控产品的各个方面，工业网络可以更快地识别任何问题，以最大限度地减少停机时间，防止昂贵的生产损失。

- karidaaudt是图尔克的市场总监。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程而且工厂工程、mhoske@cfemedia.com．

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