连接到数字工业网络的好处
越来越多的用户、系统集成商和控制硬件和软件制造商在传感器、设备和现场总线水平上实现了数字网络的好处。在“网络年”系列的开幕式上，控制工程邀请了12个主要工业网络的领导者，揭示了增长预测、理想应用、对标准的看法和未来……
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越来越多的用户、系统集成商和控制硬件和软件制造商在传感器、设备和现场总线水平上实现了数字网络的好处。
在“网络年”系列的开赛中，控制工程要求与12个主要工业网络相关的领导披露增长预测、理想应用、标准观点和未来前景，并提供网络概述。一家为50多个网络提供硬件和软件的供应商也在展望未来。
所有12家公司都预测从1997年到2000年将出现显著增长，每个站点可能有一个以上的网络，这与工业网络之间的整合或辐射相去甚远。区域和行业偏好似乎也可能支持多个行业网络。
本文还介绍了以太网协议，它正在快速地被工厂使用，而不是仅仅在它上面，以及一些以太网工业应用。
有更多细节的未删节文本，可在控制工程在线的，www.globalelove.com.
在邻近的一篇文章中，系统集成商描述了网络的类型，并提供了为特定应用选择工业网络的实用技巧。原始设备制造商(OEM)讨论成本节约和数字效益。
跳入并加入用户，集成商和OEM实现数字信息流与工业网络的全部好处在这个“网络年份”中。
LonWorks
级别:传感器设备领域
答辩人：隆马克协会Echelon Corp.(加州帕洛阿尔托)的营销总监巴里·哈泽(Barry Haaser)说。
Echelon在开发LonWorks控制网络平台时，假设每个行业的应用需求基本相同。如今，Echelon超过35%的客户(约1200家)为流程、离散和混合工业应用提供服务。
LonWorks可作为传感器网络、设备网络和现场网络。自1991年以来，摩托罗拉和东芝已经出货了400多万个神经元芯片。在1997年，美国工业安装了大约50万个基于lonworks的节点。LonMark互操作性协会有200个成员。
概述:LonWorks网络由智能设备(驱动器、传感器、操作界面、控制器)组成，这些设备通过一种或多种媒体使用通用的七层协议进行通信。代码是可用的，允许LonWorks移植到其他硅解决方案。最近的改进包括更快的Neuron芯片和LonWorks网络服务(LNS)架构，支持互操作工具，Microsoft Windows 95和基于Windows nt的人机界面(HMIs)，带有ActiveX对象的组件软件，本地和远程网络访问，以及无缝互联网连接。
Seriplex
级别：传感器
答辩人：里奇·坎菲尔德，Seriplex Technology Organization Inc. (STO, Raleigh, N.C.)董事。
作为一个传感器/执行器网络，在成本和复杂性方面处于网络层次的低端，Seriplex总线认为主要的市场驱动因素是成本驱动。
在1997年年底，已经安装了超过100万个Seriplex I/O点。STO希望看到基于seriplex的1997年销售额在1998年翻一番，到2000年再翻一番。大约有60家制造商提供符合seriplex标准的产品。特别适合于需要I/O点之间的长距离(小集群)和灵活拓扑的应用程序。有利基的网络市场看起来很光明，为用户增加价值。标准化的接口将使网络更加透明。
概述:串行控制总线是使用单一电缆连接控制系统输入和输出设备的简单方法。经过多年的发展和改进，Seriplex控制总线于1990年推出，今天已经在2000多个安装中安装了超过100万个I/0点。用户包括汽车制造和组装、娱乐、半导体制造、材料处理和纸张加工行业。制造商、终端用户和机构都是Seriplex技术组织的成员。
塞尔科斯
级别:传感器装置
答辩人：SERCOS N.A.(伊利诺伊州埃尔金)董事总经理汤姆·劳特贝克(Tom Lauterback)说。
现场网络似乎是数字网络市场的主要驱动力;我们不认为SERCOS(串行实时通信系统)是一个真正的现场总线，尽管它执行许多功能。我们与大多数(如果不是所有)网络合作，但没有可靠的节点和站点数量。
安装了10万多个(运动控制)轴。SERCOS在北美有11个成员，在欧洲有几十个(利益集团SERCOS)，在SERCOS日本至少有10个。SERCOS在包装、印刷/转换和汽车制造方面有很强的实力。标准化为用户提供了可移植性和可预测的结果。
概述:SERCOS是一种开放的控制器到智能数字驱动接口规范(IEC 61491)，设计用于通过噪声免疫的光纤电缆实现标准闭环数据的高速串行实时通信。SERCOS成立于1986年，由一些寻求智能驱动技术的开放(非专有)通信系统的制造商组成。IEC和美国国家标准协会(纽约)有规范。
作为接口(像我)
级别:传感器
答辩人：AS-Interface Association(亚利桑那州斯科茨代尔)执行董事迈克尔·布莱恩特。
AS接口（AS-i）是由11家欧洲公司组成的财团于1990年构思的，是传统硬接线的一种经济高效的替代方案。AS-i提供高数据完整性和多功能网络，使用双线系统传输电源和数据。AS-i补充了更高级别的现场总线。自1991年以来，AS接口协会是一个独立的非营利组织，拥有160多家供应商公司，管理AS-i技术。产品数量超过400种。国际协会有165名会员；因为接口美国有25个。
AS-i在40000个站点上有600000个节点。AS-i用户可以期待更高级别技术的更好网关、更低的芯片价格以及新的AS-i主芯片和从芯片。
概述:致动器-传感器接口于1993年引入欧洲市场，1996年引入美国市场，作为最低级工业通信的新接口。AS-i通过总线将一级和二级传感器和执行器与主控制级（如PLC或PC）相连。一种新颖、简单的连接技术可以方便地连接部件。无捻无屏蔽双线电缆用于在网络内传输数据和能量。
概述来源：AS-i：用于自动化的致动器-传感器接口，Werner R.Kriesel和Otto W.Madelung编辑部。
旁路母线
级别:传感器装置
答辩人：Mark Knebusch是Interbus, Phoenix Contact公司(宾夕法尼亚州哈里斯堡)的主管。
渴望降低整体成本，特别是用于调试和故障排除，是推动工业网络整体市场的原因。在1997年底，Interbus预计超过125,000个申请和170万网络设备。interbus俱乐部拥有700多家制造商;国际interbus俱乐部有400多名成员。
特别适合Interbus的应用领域包括汽车、印刷、材料处理和机床。期待更多特定应用的产品。事实上标准，具有大量供应商的网络，为用户提供自由选择他们连接到网络以及更多网络支持选择。
概述:Interbus是由Phoenix Contact设计并于1987年发布的设备级现场总线。它于1990年向合作伙伴开放。它是快速的，确定性的(令牌传递，环形拓扑)，并有强大的驱动器制造商的追随者。最多可连接512个“远程”节点，每个节点之间的距离不超过400米。Interbus还允许二级10米回路;在这些“本地”总线上可以有多达192个节点。远程节点和本地节点使用相同的硅芯片，但节点是不可互换的。
概述来源:理解设备级总线，由Bob Svacina, Turck Inc;菲尼克斯。
现场总线
级别:设备、现场
答辩人：Dave Lane，Profibus贸易组织（亚利桑那州斯科茨代尔）运营总监。
市场是由终端用户对Profibus网络和相关产品的需求驱动的。目前有1100多种Profibus产品可用于离散和过程自动化。
Profibus在120,000个站点拥有1,350,000个节点(15%位于美国)。该组织有620名成员。应用包括工厂自动化和Profibus-DP和Profibus-FMS制造);Profibus-DP楼宇自动化;Profibus-DP/Profibus-PA的过程自动化和批处理。用户可以期待更高速度的离散制造系统，更低的芯片价格，新的Profibus- dp和Profibus- pa产品，以及用于Profibus- pa的新的Profibus master。
用户将搜索更快、更便宜、更小、更容易安装的产品。市场将被缩小为占主导地位的产品制造商;我相信Profibus、DeviceNet、ControlNet和AS-Interface将占据主导地位。
概述:Profibus是由德国的研究和技术部门请求开发现场总线通信的规范。1989年的联盟已完成开发。PROFIBUS-FMS（现场总线消息规范）是对等通信任务的通用解决方案。PROFIBUS-DP是在工厂自动化中的高速数据通信。PROFIBUS-PA是用于过程自动化。Profibus符合EN 50 170.来自270厂制造商和17个PROFIBUS用户组织的产品超过1,130种产品。
设备网
级别：传感器装置
答辩人：Bill Moss, Open DeviceNet Vendor Association (ODVA, Coral Springs, florida)执行董事。
终端用户希望利用设备级网络提供的所有好处，例如减少硬连接和增加诊断。截至1997年年底，DeviceNet已验证安装了16万多个节点。到2000年，DeviceNet节点可能超过300万个。所有218个ODVA成员都是工业成员;只有制造商是会员。在工业市场上有1498个注册的DeviceNet规范持有人。ODVA的系统集成商/OEM用户组有98个参与者。
工业包括汽车，半导体制造(芯片制造)，电子制造，食品和饮料，批处理，化学加工，装配，包装和材料处理。它是基于15家供应商提供的商业CAN芯片，每片成本低至2美元。
标准变得无关紧要。ODVA，A.事实上具有敏捷修订过程的标准组织，提供一致性测试软件，以及德国、日本和美国的一致性实验室
概述:DeviceNet是一种低成本的通信链路，可以将工业设备（限位开关，光电传感器，阀歧管，电机启动器，处理传感器）连接到网络。性能和成本由技术支持，开发工具，配置软件和可互操作的产品备份。它在两个双绞线加漏斗上运行（以在一根电缆中提供沿着屏蔽的任何点处的低电阻接地返回。与仅提供信号的其他网络，两根电线提供24 V直流电源和信号。最终用户可以在线配置并将设备或机器添加到生产线路时无需供电。生产者/消费者技术允许设备在事件或周期性的基础上交换数据。DeviceNet提供对等体和主/从属通信。
智能分布式系统
级别:传感器装置
答辩人：比尔·阿诺德，霍尼韦尔公司微动开关部（伊利诺伊州自由港）业务发展高级营销专家。
工业正逐渐适应使用工业设备级网络可能带来的好处。激励措施包括灵活性和降低成本、提高生产率、预测性诊断；用于控制器体系结构的一流组件和选项，以及更低的升级和生命周期成本。
到1997年年底，智能分布式系统节点已增长到20多万个。到2000年年底，预计节点数量将超过150万个。市场包括包装分销、电子组装、包装设备和汽车工厂车间。超过100家供应商正在开发产品。“智能社会”是用户群体。
概述:智能分布式系统由霍尼韦尔的微开关部门于1994年推出，包括一个基于can(控制区域网络)的设备级控制网络，以提高速度和可靠性。应用层协议提供了一个面向设备级控制的网络，它可以是扫描或事件驱动、主从或点对点。它支持诸如传感器、执行器、模拟I/O设备、传感器/发射器、运动控制、pc、plc和分布式控制设备等设备。这个开放标准已经发布了规范，没有版税或费用，广泛可用的硅，以及大量和不断增长的工业控制供应商的参与。保险商实验室管理一个验证测试计划。传输速度随长度而减小。中继器增加距离。最大网络节点数为64个。
ControlNet
级别：场地
答辩人：Bill Moss，ControlNet International（CI，Coral Springs，FLA）执行董事。
工业现场网络的许多应用需要控制器和I/O设备之间的紧密耦合，以及确定性和可重复性。在设备或信息层上没有现有的网络能够有效地完成这一任务，直到ControlNet。
在一年内，制造商已经安装了超过20,000个ControlNet节点，在数百个应用程序中。截至2000年，预计超过500,000个节点。所有38个CI成员来自Industry-35制造商，3个最终用户。应用包括汽车，化学，发电和林产品，尤其是控制器到DCS通信，驱动同步和将多个控制器的链接到多个HMI设备。
客户将要求网络集成，如DeviceNet、Ethernet和ControlNet。CI成员指导未来的增强;特殊兴趣小组将着眼于提高数据速率和扩大对象定义的数量，以包括更多类型的设备。
概述:ControlNet网络是一个5mbit /sec的通信协议，提供了关键时间的控制和控制器和设备之间的高速链路。它允许用户准确预测数据传输，并保证其每次到达的同时具有时间确定性和可重复性能。它是一个基于最新通讯技术的开放网络——生产者/消费者。作为一个“无主”网络，多个冗余控制器可以驻留在其上。
WorldFIP
级别:场地
答辩人：John W. Beeston, WorldFIP(英国拉格比基尔斯比)国际传播总监。
没有工业、设备或现场网络市场，只有工业设备、设备(传感器和执行器是不同的市场)和设备(如电机控制中心、变速驱动器、控制器等)市场，用户从首选供应商购买设备，乘坐提供的总线。
1997年底，WorldFIP的站点和节点分别为5,000个和350,000个。到2000年底，预计将有7000个站点和50万个节点。网站通常有几个网络。
世界fip工业设备制造商50家，会员100家。应用领域包括机器控制、钢铁和汽车装配，作为高速过程控制骨干，以及运输、公用事业和建筑服务。
概述:WorldFIP是一款功能齐全的生产者/消费者风格的现场总线，始于1987年(简称FIP)，由一组多行业用户组成。它现在是一个欧洲标准，得到了国际非营利性协会WorldFIP的支持。主要的供应商推广者包括赛格莱和施耐德集团。网络访问由一个集中的总线仲裁器(可选的多个冗余)控制，它保证了循环关键时间流量的确定性，并为事件和消息分配空闲时间。它使用生产者/消费者模型并且是确定性的。
ARCNet
级别：场地
答辩人：乔治·比森，ARCNet贸易协会（德克萨斯州伯恩）执行董事。
ARCNet现场总线技术的低成本、健壮性和确定性推动了市场的上涨。用户在改造或创建新系统时寻求低成本、低维护的解决方案。大约450万个ARCNet节点在工业中;到2000年年底，将安装600万个节点。估计有300家设备制造商。ARCNet通常被嵌入到机器中。大约有50个成员是ARCNet贸易协会和ARCNet用户组(德国)的成员。ARCNet主要用于楼宇自动化、SCADA系统、运动控制、安全、打印和汽车。
ARCNet技术的出现带来了高达10 Mbit/sec的高速芯片、更小的芯片封装和更高性能的16位接口功能。ARCNet的基本ANSI 878.1标准为最终用户提供了竞争制造商和供应商之间互操作性的信心。
概述:ARCNet (Attached Resource Computer Network)是一个控制器级的现场总线网络，它提供国际标准组织OSI (Open Systems Interconnect)参考模型的物理层和数据链路层。ARCNet提供了两个网络节点之间数据包的成功传输和接收。节点是一个ARCNet控制器芯片和连接到网络的电缆收发器。ARCNet的性能基于其确定性的令牌传递协议，消除了传输冲突。令牌是在所有活动节点之间以有序方式传递的唯一信号序列。ARCNet贸易协会是一个ANSI标准开发机构，负责ARCNet产品标准。
基金会现场总线
级别：场地
答辩人：John Pittman，执行主任，现场总线基金会（奥斯丁，Tex.）。
终端用户希望从老式的集中式工厂控制策略转向该领域的分布式控制，这推动了市场的发展。越来越多具有关键任务应用程序的用户选择基金会现场总线。
截至1997年底，基金会大约有30个现场总线系统分布在超过25个国家。根据基金会现场总线规范，估计已经安装了1,200至1,400台设备。到2000年，大约80%具有总线技术的新控制系统将与基金会现场总线兼容。
在120个会员中，100个是供应商，20个是最终用户;控制系统集成商协会(CSIA)的135+成员也是该协会的成员。
测量和控制界继续要求一个单一的国际现场总线标准。最近的投票显示，大多数IEC成员支持基金会现场总线规范，包括在国际标准中。现场总线基金会于1997年开始对供应商的设备进行互操作性测试。
概述:Foundation FieldBus是一种全数字，串行双向通信系统，可互通的现场总线设备，如传感器，执行器和控制器。作为工厂网络层次结构中的基础数字网络，它用作过程和制造自动化仪器的局域网，其内置能力在网络上分配控制应用。它基于ISO / OSI七层通信模型。基础现场总线保留了4-20 MA模拟系统的理想特征，例如标准化的物理接口，单线对线，总线供电设备，以及内在的安全选项。它可以从全数字通信中增加功能增加;由于一根线上的多个设备，减少了接线和电线终端。
迈克•Drakulich控制工程，还帮助了这篇文章。
FutureNet:
虽然降低布线安装成本是驱动设备和现场网络的首要因素，但从长期来看，用户应该会看到更低的生命周期和维护成本，以及改进的诊断技术带来的更高的可靠性。
与传统的“主/从”架构相比，用户将看到更多的智能分布在网络上的设备上。开放网络为用户提供了改进的诊断，并能够从多个供应商中选择最好的设备。此外，开放标准似乎正在形成“互操作家族”，如DeviceNet/ControlNet和Profibus-DP/ PA/AS接口，从设备扩展到整个工厂级别的功能。
SST，前身是S-S技术公司，(安大略省滑铁卢，加拿大)为50个专有、定制和开放网络设计和销售工业通信产品。
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现场报道:Smar International
斯马特国际公司(Houston, texas .)采用了现场总线基金会的原始规范，并使用它在过去的三年里制造设备和销售产品。虽然许多安装并不是现场总线基金会的最终规范，但Smar已经提出，应要求升级芯片。Smar有超过75个现场总线安装。
Mazatlan，罪恶的运营商。墨西哥，发电厂，首先害怕基于PC的系统，罗格利奥·伯伯古兹曼，仪器署长C.F.E.CT何塞·艾尔地区Pozos发电站。
“一开始，操作人员的态度是害怕的，因为他们不熟悉PC的过程控制，但对他们来说，用PC屏幕操作锅炉，而不是以前使用的两米面板，也是一个挑战。”然而，今天，操作人员更容易处理锅炉，他们感到满意，因为响应速度使他们比以前有更多的灵活性。
“我们的生产力是用工作时间来衡量的。现场总线系统运行了8个月，没有出现任何故障。
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在工厂采用基于以太网的解决方案
长期以来在商业界中建立了最广泛使用的局域网，以太网的吸引力源于其廉价，易用的硬件和极快的响应时间。
PC已将人机界面和监控和数据采集应用程序移动到实时控制的领域。可用技术包括Microsoft Windows NT和基于高性能以太网的工业I / O设备。这些发展以非常合理的成本对制造世界产生严重影响。
PLC)直接的通过Koyo（CAMMING，GA）回应基于PC的控制需要可靠，低成本，与PLC I / O设备的可靠，低成本，具有其新的H2-EBC以太网基础控制器模块（CE，1997年10月，第86、88页）。
设计与PLC一起工作直接的Think & Do Software (Ann Arbor, michigan .)提供基于pc的控制系统软件，包括一个HMI包。增强了PLC的实时功能直接的/考虑和执行以太网解决方案步骤超越标准以太网，以确定性的能力服务于时间关键的应用程序。这是通过控制以太网标准子集中的网络流量来实现的。系统每次轮询一个I/O，避免数据冲突。
自动化工程公司(AEI, Woburn, Mass.)是一家系统集成商/OEM，为各种行业的高级运动控制、视觉检测和装配操作提供机器和控制系统。AEI喜欢这些模块的易于维护和组件成本低的优势。
STP (Sherbrooke, Quebec, Canada)提供旋转成型设备，用于制造大型模压部件，如独木舟。电气工程师安德烈•格劳德(Andre Glaude)表示，STP为其新一代机器选择以太网，是因为它是“所有行业使用的标准网络”。用户对已知的技术感到放心。”格劳德先生继续说，“我们的客户节省了大量编程时间，因为他们可以将机器数据直接转换到他们理解的广泛使用的软件包中，比如Excel。”
以太网概述：以太网是施乐公司（康涅狄格州斯坦福德）的注册商标，尽管数字设备公司（马萨诸塞州什鲁斯伯里）和英特尔公司（俄勒冈州希尔斯伯勒）为当前标准（IEEE 802.3）的发展做出了贡献。施乐出版了这些标准。
以太网是一种共享媒体LAN（局域网），是使用最广泛的LAN访问方法之一。以太网连接多达1024个节点，并以10 Mbit/秒的速度运行。
除了原来的10mbit /s (10Base-T)以太网标准外，还有快速以太网标准(100Base-T)。它是相同的IEEE 802.3 CSMACD协议的一部分，但配置为实现100mbps的数据传输速度。千兆以太网联盟旨在帮助IEEE委员会将传输速度加快到1000mbit /sec (1gb)，同时保持与10和100mbit /sec标准的兼容性。
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