考虑一个传感器网络来简化连接

使用传感器网络可以节省时间和金钱，并避免在I/O、传感器和安全设备级别上增加以太网协议和其他网络不兼容性。

不同的PLC协议

在20世纪90年代后期，几乎每个PLC制造商都决定开发适合工业应用的网络技术。Modbus、Profibus、CC-Link、DeviceNet以及其他许多技术都在短时间内诞生，它们都承诺满足当时控制专业人员的基本需求:可靠性、简单性和确定的实时行为，而且价格与传统的硬布线相竞争。这导致了混乱，主要是因为并非所有方法都是可互操作的。

偏爱某一品牌PLC的客户基本上被迫使用该制造商开发的网络技术。如果这种情况还不够糟糕的话，几年之后，当每个PLC制造商都决定是时候推广新网络时，整个故事又重演了。这一次底层的线路是以太网。我不会断言其中一种解决方案优于另一种，而是问读者拥有所有这些选择(或者我应该说法令)是不是一个好主意。从设备制造商(RFID系统、驱动器、人机界面等)的角度来看，情况并非如此。

浪费了资源

设备制造商不再专注于RFID系统的少量通信接口，而是必须开发大量的解决方案，例如DeviceNet、Modbus TCP、Profinet、以太网/IP、Profibus、CC-Link等等。编码器、摄像系统和许多其他自动化复杂机器所需的组件也是如此。更糟糕的是，即使是那些在物理层共享以太网的协议也需要专用的(即不兼容的)硬件。

起初，情况并没有那么糟糕。例如，直到最近，我们才能够制造出一种RFID控制器，它可以在同一硬件设备上同时承载四种不兼容的通信协议(Modbus TCP、TCP/IP、Profinet和EtherNet/IP)。客户可以购买一台设备，无需调整或修改，将其连接到四种基于以太网的网络技术中的任何一种，并通过PLC控制它。在这种情况下，更少的选项转化为简化的库存、更好的可用性、更少的订购错误以及在安装时增强的熟悉度。

在不久的将来，由于某些协议的变化(作为进度提升)，这将不再是可能的。与使用EtherCAT的系统一样，同样的Profinet单元也需要专用硬件。目前，以太网/IP和Modbus/TCP可以在同一硬件上共存。在这一点上，有人可能会问，这些网络基于以太网是否提供了任何优势。在一个工程资源免费且不存在截止日期的世界里，这将不是一个问题。但实际上，重复工程在各个层面上都推高了成本。这真的有必要吗?

低端的兼容性

有趣的是，在大多数PLC制造商接受和支持的传感器和机器安全级别存在解决方案。虽然该解决方案不适合用于交换大量数据的接口设备(RFID系统，驱动器，hmi等)，但它是将二进制设备和安全组件(如电子挡，门安全开关和光幕)引入PLC的理想方法，并使PLC能够控制简单的二进制输出(包括阀门，喇叭和指示器)。

与众多以太网解决方案相比，该系统(毫无疑问)不是由PLC制造商开发的(然后开放)，而是11家工业自动化公司从一开始就开放的共同开发努力的结果。在基本技术发表和发布后，其他人加入了这个群体。参与的公司以其plc，传感器，阀门和/或安全组件而闻名。AS-Interface于1994年推出，是目前世界上最成功的低级网络技术，它基于[[获取确切名称-AS-Interface组]]的信息。在现场安装了近2000万台设备，它是自动化领域最接近通用网络技术的技术。约有300家供应商提供:

• 二进制I/O模块-这些模块允许将任何传统传感器的开关状态带入PLC。as接口是一种实时和确定性的技术，最坏情况下传感器更新时间为10毫秒(最坏情况意味着有248个输入状态被通信。更少的I/O连接意味着更快的更新。)
• 模拟I/O模块-大多数工业控制系统的数字输入量大约是输出量的两倍，再加上少量模拟信号。与二进制数据相比，这些类型的模拟信号往往很慢。as接口允许这样的信号与二进制数据一起传输，更新时间为35毫秒或更少。
• 指示灯和按钮—指示灯和按钮是另一种I/O信号。时间不是主要问题，安装的简单性才是。例如，仅使用两根AS-Interface引线即可在几秒钟内连接四元件堆叠灯。
• 功能安全——十多年来，联网功能安全设备一直是AS-Interface的“杀手级应用”，因为它解决了成本问题(它比安全PLC便宜得多)和简单问题(它利用了AS-Interface的安装优势)。在大多数情况下，在构建硬连线安全系统时，大约90%的电线是可以消除的。突然间，设计一个安全系统变成了一个简单的两步过程。首先，将硬件连接到AS-Interface，然后使用拖放操作连接到所需的逻辑。

机器制造商优势

机器制造商还欣赏其他好处。由于as接口可以连接到大量的PLC背板和同样多的工业网络，如果下次使用制造商B的PLC，则为制造商a的PLC控制的机器设计的I/O和安全系统可以很容易地(无需修改)重复使用。这个特性使得在竞争和不兼容的上层以太网解决方案的迷宫中导航变得容易。在PLC和as接口之间只需要换出一个网关。

最终用户享有网络的向前和向后兼容性，这是管理组织成员公司的指导原则之一。例如，如果一个模块在19年的网络上出现故障，用新设计替换它的平均时间不到一分钟。甚至不需要使用原制造商的产品。旧系统可能无法使用新模块的最新功能，但它将像旧部分一样工作。类似地，如果一个由旧PLC控制的已有10年历史的系统馈入DeviceNet，现在必须作为新PLC的以太网/IP的一部分运行，只需更换网关。

这很难再容易了。科技不应该让自动化变得更简单、更好、成本更低吗?工业以太网实验没有失败，但不幸的是，它没有达到它的潜力和客户的期望。至少在I/O连接和安全级别，用户有一个普遍接受的选择，高度互操作性，并与市场上大多数plc兼容。

- Helge Hornis，博士，倍加福公司智能系统组经理。编辑:马克T.霍斯克，内容经理，CFE媒体，控制工程和工厂工程、mhoske@cfemedia.com．

www.pepperl-fuchs.us

在线

网络文章:www.globalelove.com/integration

网络产品:www.globalelove.com/networks

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?您应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得您和您的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。