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1、以太网普及率在制造业持续增长以太网普及率在制造业持续增长中国代表处导语：越来越多的以太网应用延伸到自动化控制系统的I/O级。注塑成型成功的关键点在于可以在知足强度和耐久性要求的前提下使塑料壁尽可能越薄越好。要减少材料消耗需要亲密关注每个细节，详细地讲，就是要通过高速网络准确监控每一个传感器和执行机构。速度更快的网络能使制造商获得更多利益。塑料加工设备厂商HuskyInjectionMoldingSystems公司位于加拿大安大概省，公司首席技术官ChriChoi表示：传统系统的压力曲线起伏很大，然而，通过缩短采样时间可以使压力跟踪更接近于理想状态。这样，我们就可以更准确地控制熔点，进而得到外壁
2、更薄的塑料。缩短采样时间的根底是使用速度更快的设备级网络。越来越多的公司将以太网作为唯一网络，Husky就是其中之一。固然一些厂商以为，现有的现场总线更合适输入/输出(I/O)设备级通讯，但同Choi一样的工程师们却以为，以太网具有显著上风。Choi表示：Profibu和专有连接速度较慢。使用以太网那么不会有任何延迟，整个系统运行速度更快。他解释讲，速度是让客户节省资金、获得更薄外壁并减少材料浪费的关键。在5500万个零件的大规模消费运行中，一件22克的产品假设能减掉2克材料每年可节省18万美元。因此，Husky在整个系统中采用了实时以太网技术EtherCat。Choi以为，只要可以节约材料，
3、客户就会更加关注所采用的设备构造。在环保意识普遍增强的时代，这将有助于赢得更多销售订单。为Husky这样的公司提供效劳的设备设计人员确实需要考虑很多方面。在整个系统架构中，网络显得特别关键，涉及到性能与本钱。固然改善以太网速度可能看上去不起眼，但意义重大。BeckhoffAutomationLLC位于明尼苏达州Burnsville市，总裁GrahamHarri表示：EtherCat的带宽非常重要。假如要进展检测和执行，使用速度更快的网络来接收或者发送信号，在不改变其他方面的情况下，速度可以获得2%到5%的提升。天天数千次活动中节省几微秒，累计起来就会获得明显改善。布线更加方便工业用户将以太网延
4、伸至系统底层的原因之一是希望简化布线。在所有层级上采用同一种传输介质可降低复杂性，并为安装人员提供更多便利。与此同时，很多用户发现这种方式还可节约资金。很多以太网的支持者表示，与家庭和办公室中采用的以太网布线相比，广泛应用的DeviceNet、Profibu或者专用布线方案有很多规那么与要求。Harri讲：以太网解决了采用传统技术的布线问题。用户可以在很少的规那么内布置Cat55类电缆。与现有方案相比，以太网电缆连接极为方便，故障排除轻易。这一点很重要，由于接线是非常耗时的工作。MayfieldHeight的供给商RockwellAutomationInc.公司位于俄亥俄州，公司NetLinx
5、产品业务经理MikeHannah表示：使用硬线连接时。而每个连接都会消耗很长时间，还要进展接线检查。简易性对Husky来讲特别重要。本钱降低那么是附加价值。Choi讲：我们在每个地方都使用一样的电缆。与其它方案相比，本钱会显著降低。尽管工业应用中使用的电缆和连接器通常都非常巩固耐用，但由于采用标准产品的用量宏大，因此，平均下来，工业用以太网电缆的价格可达其它电缆的四分之一。以太网连接器的本钱也会显著降低。Harri讲，HoffmanEstate的供给商BoschRexroth公司位于伊利诺伊州，公司自动化系统产品经理TedThayer表示：DeviceNet、Profibu电缆/连接器、CC-
6、Link电缆，以及用于这些网络的附件如Profibu交换机和CC-Link无线发射器的价格非常高。以太网电缆特别普遍，并且无需针对现场总线提供不同电缆和连接器，因此可以降低本钱。固然工业电缆与普通电缆有显著差异，但倘假设发生以太网电缆断线，而技术人员的工具箱中没有类似规格的电缆，可在紧要关头使用普通电缆来代替。假如电缆发生断线，可以到商店购置一根巩固耐用的替换电缆。位于明尼苏达州普利茅斯市的自动化设备厂商TurckInc.的高级产品经理KarieDaudt讲。这些通用电缆应尽快晋级为巩固耐用的电缆。然而，并非所有应用都需要价格昂贵的工业级电缆。对于电子噪声不高或者温度适中的应用环境，使用普通电
7、缆就可以。你可以使用高品质的以太网电缆。位于加利福尼亚Roswell的供给商BR工业自动化公司的产品经理StephanStricker讲。以太网的支持者成认，固然以太网有时可以降低本钱和复杂性，但比简单的现场总线本钱高。假如把类似于传感器这样的简易部件连接到整个网络，那么有很多其他替换方案可能比以太网本钱更低。在传感器和执行机构层面，以太网的本钱可能会高一点，并且很多组件尚不能用于以太网。Rockwell的Hannah讲。很多设备制造商正在通过提供桥接设备来解决这一问题，桥接设备两端分别与现场总线和以太网相连。桥接模块可将现场总线用于这些组件。使用桥接设备时，仍然与以太网相连，便于获取报警和诊
8、断数据。Hannah补充讲。桥接设备的使用可以减少以太网用于I/O级设备的本钱。同时，网管型交换机的减少也可以大大节约本钱。固然很多设备级电缆与以太网电缆相比更加昂贵，但综合其他廉价的电缆，在财务上来讲这种替换方案更加可行。桥路的建立通过使用桥接设备，工厂治理人员还可利用每种技术价值。以太网的优点是可以传输相对较大的数据包，但对于处理传感器级数据并不特别有效。因此，DeviceNet和Profibu等现场总线还是可行的解决方案，尤其对于已采用这些现场总线的工厂来讲。执行-传感器接口(AS-Interface)等其它设备级总线在面向涉及传感器和执行的现场安装时，具有较高速度和抗干扰性。但是，这些
9、总线不合适传输较大的数据块。用户也可以在AS-Interface上连接任何类型的平安设备。位于俄亥俄州Twinsburg的厂商Pepperl+FuchInc.的智能系统组经理HelgeHorni表示：只有对高性能有一定需求，且系统输入和/或者输出极少的情况下，必须采用以太网系统，I/O级以太网应用才有意义。他讲，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进展评估。AS-Interface或者替换方案如能很好地应对这些需求，桥接方案就会更好地发挥作用。Horni表示：将以太网与辅助的底层线路解决方案十分是AS-Interface相结合会非常有上风，交融了二者的
10、优点，并完全克制了各自的缺点。AS-Interface和现场总线并不是将以太网向设备级延伸的唯一方案。IO-Link是新出现的替换方案。Profibu国际组织负责制定的标准得到了很多厂商的支持。在某些大型行业展会上，西门子重点介绍IO-Link。Balluff最近也扩大了其IO-Link扩展模块产品线，产品可直接连接到Profibu或者Profinet网络。该接口用于单独连接诸如传感器和执行等现场设备。固然总体上与AS-Interface一样，但它们能分别知足不同领域的需要。位于亚利桑那州Scottsdale的Profibu贸易组织的副主席CarlHenning表示：AS-Interface大
11、局部是一位总线。IO-Link用于更多智能的设备，例如色彩传感器。大多数工程师表示，选择何种架构并没有固定的方法。工厂治理人员需根据系统要求、设备本钱和可用性来决定其I/O设备应使用的总线类型。Turck的Daudt讲：以太网的迁移特别昂贵。所以必须权衡其利弊；这不是一项简单的任务。多种途径单一网络的支持者以为，将以太网扩展到I/O层设备会获得很多好处。很多供给商表示，以太网与其他技术一样，也面临权衡取舍。以太网相关的周边设备本钱升高并不影响最终获得的收益。固然耦合器贵一些，但它效果良好。所带来的灵敏性的价值要远远超出额外的本钱。Stricker讲。大多数评论员都同意，以太网网络便于随着需求的
12、变化而扩展。有必要时需添加附加子网，但扩展相当简单。以太网的主要上风在于，在发生不可防止的问题时，无论是对网络进展扩展还是维修，可供使用的工具和技能非常多。Stricker讲：用于以太网的调试工具有很多。你可以使用这些工具和一台普通PC个人电脑对网络进展调试，而无需使用专门工具。固然有些大型工厂可能会将多个以太网系统连接在一起，但只要具有足够的带宽，以太网可减少网络数目。通常采用专用通讯方案的平安和运动功能也可以通过以太网进展处理。这样做的上风在于，假如将运动产品或者平安网络置于以太网上，可以简化网络构造，进而完全省去了专用的运动和平安网络。Harri讲。厂商会研发出降低复杂性和本钱的新方法。
13、在联网时，各种拓扑构造可知足工业领域的广泛要求。这些构造会继续演变下去。ODVAInc.以前称为OpenDeviceNetVendorAssociation去年完成了称为设备级环网(DLR)的拓扑构造文件。这种总线型方案允很多端口以太网设备在环网拓扑中运行，简化了布局，降低了本钱，同时，通过检测断线并在其四周重新配置通讯来延长正常运行时间。Hannah表示：通过DLR，客户无需为了进入设备级而购置多台交换机。它们可以形成一个总线型菊花链。这并不新颖，通过使用设备级环网，将拥有一个环网主站，它可以识别电缆断线并以其它方式对通讯进展寻址，进而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。
14、在某些应用中，供给商会建议使用带有中央交换机的星型拓扑，四周是在其控制下运行的设备。这样可节省大量布线。Stricker表示：通过以太网，可让一台机器成为中枢，四周设备直接与中枢相连。比需要往返布线的网络要方便得多。这可能是某些环境中最有效的方法。但在其他环境中，星型拓扑那么不一定适宜。公司可使用多端口设备来构建很长的设备链。Henning表示：人们在安装带有两个端口的交换机时，可使用线型拓扑来代替星型拓扑。星型拓扑在工厂的运行状况不如在办公环境中那样良好。假如使用中央交换机，那么需要向每台设备连接一条单独的电缆。在工厂车间内，无论采用哪种架构，以太网比现场总线的远程访问效果要好得多。在整个工厂内使用以太网，操纵人员无论是在家还是其他任何地方，都可与特定设备上的执行直接通讯。位于加利福尼亚Alpharetta的厂商SiemenEnergyAutomationInc.西门子能源与自动化公司的网络参谋Janson表示：假如在I/O级拥有以太网，就可以更好地访问诊断与报警信息。这意味着，在发送报警时可进展远程纠错。