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工业以太网在制造业被持续普及

2018年12月12日 09:48:07来源:中国传动网作者:EtherCAT技术协会中国代表处关键词:工业以太网
  布线愈加便利
 
  工业用户将工业以太网延伸至体系底层的原因之一是期望简化布线。在所有层级上选用同一种传输介质可下降复杂性,并为装置人员供给更多便当。与此同时,许多用户发现这种方式还可节约资金。
 
  许多工业以太网的支持者表明,与家庭和工作室中选用的工业以太网布线比较,广泛运用的 DeviceNet、Profibus 或专用布线计划有许多规矩与要求。Harris 说:“工业以太网处理了选用传统技术的布线问题。用户能够在很少的规矩内安置 Cat5(5 类)电缆。”
 
  与现有计划比较,工业以太网电缆衔接极为便利,故障排除容易。这一点很重要,因为接线是十分耗时的工作。Mayfield Heights 的供货商 Rockwell Automation Inc. 公司坐落俄亥俄州,公司NetLinx 产品业务司理 Mike Hannah 表明:“运用硬线衔接时。而每个衔接都会消耗很长时间,还要进行接线查看。”
 
  简易性对 Husky 来说十分重要。成本下降则是附加价值。Choi 说:“我们在每个地方都运用相同的电缆。与其它计划比较,成本会明显下降。”
 
  尽管工业运用中运用的电缆和衔接器一般都十分坚固耐用,但由于选用规范产品的用量巨大,因而,平均下来,工业用工业以太网电缆的价格可达其它电缆的四分之一。工业以太网衔接器的成本也会明显下降。Harris 说,Hoffman Estates 的供货商 Bosch Rexroth 公司坐落伊利诺伊州,公司自动化体系产品司理 Ted Thayer 表明:“DeviceNet 、Profibus 电缆/衔接器、CC-Link 电缆,以及用于这些网络的附件(如 Profibus 交流机和 CC-Link 无线发射器)的价格十分高。”
 
  工业以太网电缆十分普遍,而且无需针对现场总线供给不同电缆和衔接器,因而能够下降成本。尽管工业电缆与普通电缆有明显差异,但假使发作工业以太网电缆断线,而技术人员的东西箱中没有相似规范的电缆,可在紧要关头运用普通电缆来代替。
 
  “如果电缆发作断线,能够到商店购买一根坚固耐用的代替电缆。”坐落明尼苏达州普利茅斯市的自动化设备厂商 Turck Inc. 的高级产品司理 Karie Daudt 说。这些通用电缆应尽快晋级为坚固耐用的电缆。
 
  然而,并非所有运用都需求价格贵重的工业级电缆。对于电子噪声不高或温度适中的运用环境,运用普通电缆就能够。“你能够运用高品质的工业以太网电缆。”坐落加利福尼亚 Roswell 的供货商 B&R 工业自动化 公司的产品司理 Stephan Stricker 说。
 
  工业以太网的支持者供认,尽管工业以太网有时能够下降成本和复杂性,但比容易的现场总线成本高。如果把相似于传感器这样的简易部件衔接到整个网络,则有许多其他代替计划或许比工业以太网成本更低。
 
  “在传感器和执行机构层面,工业以太网的成本或许会高一点,而且许多组件尚不能用于工业以太网。”Rockwell 的 Hannah 说。许多设备制造商正在经过供给桥接设备来处理这一问题,桥接设备两端分别与现场总线和工业以太网相连。
 
  “桥接模块可将现场总线用于这些组件。运用桥接设备时,仍然与工业以太网相连,便于获取报警和确诊数据。”Hannah 补充说。
 
  桥接设备的运用能够削减工业以太网用于 I/O 级设备的成本。同时,网管型交流机的削减也能够大大节约成本。尽管许多设备级电缆与工业以太网电缆比较愈加贵重,但综合其他廉价的电缆,在财务上来说这种代替计划愈加可行。
 
  桥路的树立
 
  经过运用桥接设备,工厂管理人员还可运用每种技术价值。工业以太网的长处是能够传输相对较大的数据包,但对于处理传感器级数据并不十分有效。因而,DeviceNet 和 Profibus 等现场总线仍是可行的处理计划,特别对于已选用这些现场总线的工厂来说。
 
  执行-传感器接口 (AS- Interface) 等其它设备级总线在面向触及传感器和执行的现场装置时,具有较高速度和抗干扰性。可是,这些总线不适合传输较大的数据块。用户也能够在 AS-Interface 上衔接任何类型的安全设备。
 
  坐落俄亥俄州 Twinsburg 的厂商 Pepperl+Fuchs Inc. 的智能体系组司理 Helge Hornis 表明:“只需对高性能有必定需求,且体系输入和/或输出极少的情况下,有必要选用工业以太网体系,I/O 级工业以太网运用才有意义。”
 
  他说,当机器到达大约 40 个传感器和 10 至 20 个输出时,就应对 AS-Interface 进行评价。AS-Interface 或代替计划如能很好地应对这些需求,桥接计划就会更好地发挥作用。
 
  Hornis 表明:“将工业以太网与辅佐的底层线路处理计划(特别是 AS-Interface)相结合会十分有优势,交融了二者的长处,并完全克服了各自的缺陷。”。
 
  AS-Interface 和现场总线并不是将工业以太网向设备级延伸的仅有计划。IO-Link 是新出现的代替计划。Profibus 国际组织负责拟定的规范得到了许多厂商的支持。在某些大型行业展会上,西门子重点介绍 IO-Link。Balluff 最近也扩展了其 IO-Link 扩展模块产品线,产品可直接衔接到 Profibus 或 Profinet 网络。
 
  该接口用于独自衔接诸如传感器和执行等现场设备。尽管总体上与 AS-Interface 相同,但它们能分别满意不同范畴的需求。坐落亚利桑那州 Scottsdale 的 Profibus 贸易组织的副主席Carl Henning 表明:“AS-Interface 大部分是一位总线。IO-Link 用于更多智能的设备,例如颜色传感器。”
 
  大多数工程师表明,挑选何种架构并没有固定的方法。工厂管理人员需根据体系要求、设备成本和可用性来决定其 I/O 设备应运用的总线类型。Turck 的 Daudt 说:“工业以太网的搬迁十分贵重。所以有必要权衡其利害;这不是一项容易的任务。”
 
  多种途径
 
  单一网络的支持者以为,将工业以太网扩展到 I/O 层设备会取得许多优点。许多供货商表明,工业以太网与其他技术相同,也面对权衡取舍。工业以太网相关的周边设备成本升高并不影响最终取得的收益。“尽管耦合器贵一些,但它作用良好。所带来的灵活性的价值要远远超出额定的成本。”Stricker 说。大多数评论员都赞同,工业以太网网络便于随着需求的改变而扩展。有必要时需添加附加子网,但扩展适当容易。
 
  工业以太网的主要优势在于,在发作不可避免的问题时,无论是对网络进行扩展仍是维修,可供运用的东西和技术十分多。Stricker 说:“用于工业以太网的调试东西有许多。你能够运用这些东西和一台普通PC(个人电脑)对网络进行调试,而无需运用专门东西。”
 
  尽管有些大型工厂或许会将多个工业以太网体系衔接在一起,但只需具有足够的带宽,工业以太网可削减网络数量。一般选用专用通讯计划的安全和运动功用也能够经过工业以太网进行处理。这样做的优势在于,“如果将运动产品或安全网络置于工业以太网上,能够简化网络结构,然后完全省去了专用的运动和安全网络。”Harris 说。
 
  厂商会研宣布下降复杂性和成本的新方法。在联网时,各种拓扑结构可满意工业范畴的广泛要求。这些结构会继续演变下去。
 
  ODVA Inc.(以前称为 Open DeviceNet Vendor Association)上一年完成了称为设备级环网 (DLR) 的拓扑结构文件。这种总线型计划答应多端口工业以太网设备在环网拓扑中运转,简化了布局,下降了成本,同时,经过检测断线并在其周围重新配置通讯来延长正常运转时间。Hannah 表明:“经过 DLR,客户无需为了进入设备级而购买多台交流机。它们能够构成一个总线型菊花链。这并不新鲜,经过运用设备级环网,将具有一个环网主站,它能够辨认电缆断线并以其它方式对通讯进行寻址,然后最大限度缩短停机时间。”
 
  常规网络架构可根据用户要求来定制。在某些运用中,供货商会建议运用带有中心交流机的星型拓扑,周围是在其操控下运转的设备。这样可节约大量布线。Stricker 表明:“经过工业以太网,可让一台机器成为中枢,周围设备直接与中枢相连。比需求往复布线的网络要便利得多。”
 
  这或许是某些环境中最有效的方法。但在其他环境中,星型拓扑则不必定适宜。公司可运用多端口设备来构建很长的设备链。Henning 表明:“人们在装置带有两个端口的交流机时,可运用线型拓扑来代替星型拓扑。星型拓扑在工厂的运转状况不如在工作环境中那样良好。如果运用中心交流机,则需求向每台设备衔接一条独自的电缆。”
 
  在工厂车间内,无论选用哪种架构,工业以太网比现场总线的长途访问作用要好得多。在整个工厂内运用工业以太网,操作人员无论是在家仍是其他任何地方,都可与特定设备上的执行直接通讯。
 
  坐落加利福尼亚 Alpharetta 的厂商 Siemens Energy & Automation Inc.(西门子能源与自动化公司)的网络参谋 Jansons 表明:“如果在 I/O 级具有工业以太网,就能够更好地访问确诊与报警信息。这意味着,在发送报警时可进行长途纠错。”
 
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