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控制系統(tǒng)

以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線能否共存

星之球激光 來(lái)源:21ic2013-03-05 我要評(píng)論(0 )   

對(duì)于全球通信行業(yè)來(lái)說(shuō),一個(gè)非常重要的趨勢(shì)是不同通信網(wǎng)絡(luò)間的融合。與此相似,自動(dòng)化領(lǐng)域近兩年來(lái)對(duì)于以太網(wǎng)是否會(huì)取代現(xiàn)場(chǎng)總線的討論也非常多。以太網(wǎng)多年來(lái)在全球應(yīng)...

    對(duì)于全球通信行業(yè)來(lái)說(shuō),一個(gè)非常重要的趨勢(shì)是不同通信網(wǎng)絡(luò)間的融合。與此相似,自動(dòng)化領(lǐng)域近兩年來(lái)對(duì)于以太網(wǎng)是否會(huì)取代現(xiàn)場(chǎng)總線的討論也非常多。以太網(wǎng)多年來(lái)在全球應(yīng)用廣泛,是一種成熟的通信標(biāo)準(zhǔn),主要用于商業(yè)上的數(shù)據(jù)處理。進(jìn)入工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域之后,其應(yīng)用主要是解決管理層、生產(chǎn)指揮層和控制層的任務(wù)。

  實(shí)際上,在美國(guó),已經(jīng)有許多工業(yè)以太網(wǎng)用于IO控制的例子,即變頻器、遠(yuǎn)程IO站全部用工業(yè)以太網(wǎng)連在一起的全以太網(wǎng)結(jié)構(gòu),取代了現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線。但國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用都僅用于連接PLC和HMI。因此,國(guó)內(nèi)近兩年對(duì)于以太網(wǎng)取代現(xiàn)場(chǎng)總線討論非常熱鬧。

  工業(yè)以太網(wǎng)及相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)備,在現(xiàn)今的自動(dòng)化技術(shù)中正在扮演著重要的角色。隨著交換網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展,工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)正在逐步進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)合。而且,由于交換機(jī)、冗余自愈、抗干擾和千兆網(wǎng)等技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展,工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)逐漸在技術(shù)上具備了向下延伸的條件,許多新型控制器皆提供EthernetTCP/IP接口,目前的應(yīng)用已經(jīng)從管理層延伸到控制層。但在控制層以下,就是現(xiàn)場(chǎng)I/O層(傳感器和執(zhí)行器)還沒有形成規(guī)模應(yīng)用。

  目前情況下,生產(chǎn)流程過(guò)程自動(dòng)化,與企業(yè)前面的采購(gòu)、庫(kù)存管理、財(cái)務(wù)管理分別采用兩套系統(tǒng),就是現(xiàn)場(chǎng)總線和ERP,這兩個(gè)系統(tǒng)必須能夠互相通訊才能起到控制的作用。但是ERP和現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)合是有成本的,因?yàn)閮烧叩臄?shù)據(jù)格式不同,數(shù)據(jù)的運(yùn)行環(huán)境也不同,上面是管理層的Windows環(huán)境,下面是可編數(shù)控環(huán)境。不可否認(rèn),在這個(gè)前提下,從技術(shù)角度看,將已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域使用成熟的以太網(wǎng)應(yīng)用向下延伸到自動(dòng)化層,作為下一代現(xiàn)場(chǎng)總線,是一個(gè)非常理想的方案。

  如同英特爾堅(jiān)持不懈的提高芯片性能一樣,西門子等國(guó)際自動(dòng)化巨頭也在推動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。PROFIBUS國(guó)際組織推廣的工業(yè)以太網(wǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)PROFINET就順應(yīng)了這一市場(chǎng)趨勢(shì)。

  PROFINET是分布式自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代概念;它基于以太網(wǎng),簡(jiǎn)單且無(wú)需做任何改變地集成現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)(尤其是PROFIBUS系統(tǒng))。這對(duì)于滿足從公司管理層到現(xiàn)場(chǎng)層的一致性要求是一個(gè)非常重要的方面。它的重大貢獻(xiàn)在于保護(hù)了用戶的投資,因?yàn)楝F(xiàn)有系統(tǒng)的部件仍可合并到PROFINET系統(tǒng)中去,無(wú)需進(jìn)行任何更改。

  當(dāng)然,現(xiàn)在大多數(shù)廠家在選擇設(shè)備和系統(tǒng)時(shí),還是會(huì)優(yōu)先考慮基于設(shè)備級(jí)的總線,因?yàn)楹糜枚冶阋?,還有很多種選擇,這也是以太網(wǎng)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的阻礙之一?,F(xiàn)場(chǎng)總線已經(jīng)經(jīng)過(guò)了20多年的應(yīng)用,從最初簡(jiǎn)單的CON總線發(fā)展到目前共有8個(gè)不同的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),基本上可以涵蓋不同工業(yè)的生產(chǎn)控制需求。

    而且,從使用功能上來(lái)說(shuō),生產(chǎn)系統(tǒng)異常復(fù)雜,不同行業(yè)及同行業(yè)間的自動(dòng)化需求千差萬(wàn)別,比如說(shuō)流程工業(yè),一般生產(chǎn)線速度都很慢,以太網(wǎng)動(dòng)輒幾十兆的數(shù)據(jù)傳輸量在這里看不到優(yōu)越性。而對(duì)于機(jī)械制造業(yè)來(lái)說(shuō),實(shí)時(shí)控制非常重要,目前以太網(wǎng)只能在應(yīng)用層解決,物理層就不太容易,如果硬要實(shí)現(xiàn),那成本又上去了。

  另外,以太網(wǎng)進(jìn)入自動(dòng)化層還存在一些技術(shù)上的問題,比如,原來(lái)總線是兩條線,既送電又送數(shù)據(jù),現(xiàn)在解決以太網(wǎng)是四根線,兩根送電兩根送數(shù)據(jù)。

  此外,還存在安全問題,如何防止黑客的入侵?這些問題不改變以太網(wǎng)的性質(zhì)是很難解決的。

#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#  因此,以太網(wǎng)完全取代現(xiàn)場(chǎng)總線是不可能的,現(xiàn)場(chǎng)總線必然會(huì)在自動(dòng)化領(lǐng)域有自己的生存空間。而且,對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),目前最重要的不是以太網(wǎng)取代現(xiàn)場(chǎng)總線,而是應(yīng)用和推廣總線。近幾年我去過(guò)很多上了ERP的工廠,但是真正做到計(jì)劃作業(yè)那層的有沒有呢?基本上沒有。為什么?生產(chǎn)線自動(dòng)化沒有完成,沒有底下的信息,就無(wú)法完成設(shè)備使用和人力資源來(lái)排優(yōu)化。因?yàn)槿擞姓?qǐng)假,設(shè)備有故障,你都預(yù)測(cè)不了,這個(gè)做不到,很難說(shuō)信息化比較好地帶動(dòng)了工業(yè)化。所以說(shuō)自動(dòng)化是信息化很好的載體,沒有自動(dòng)化設(shè)施,信息化很難實(shí)施;沒有自動(dòng)化,你怎么能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率生產(chǎn)周期提高呢?

 

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