以太网解决方案在现场总线上不断发展壮大

  几十年来,以太网解决方案已经在传统的现场总线上(在它们的绝对用户数和所有工业节点的百分比)上获得了进展,因为自动化行业越来越多地利用以太网的优越带宽、成本效益和属。我熟悉。虽然它曾经是不确定的,不能可靠地用于控制系统,但以太网已经发展并被纳入许多协议,如PROFITET®、Ethernet/IP®、Ethernet Powerlink和EtherCAT®,它甚至可以处理诸如运动等高要求的应用。控制。

  从长远来看,工业以太网似乎会进一步转化为支持时间敏感网络(TSN)的底层网络。TSN基本上是IEEE 802.1和802.3标准的一组扩展,其根源在于音频视频桥接项目,其最初设计用于专业音频和视频流的确定性同步。TSN的理想是创造一些东西:

  一个开放的、可互操作的标准,可以被世界各地的供应商使用

  能够提供来自低优先级融合业务的关键业务的免疫力

  易于使用,提供,并纳入现有的网络基础设施

  经济性,能够将多种交通方式汇聚到同一根电线上

  实时,由于低抖动保证延迟和零拥塞的关键控制回路

  近年来,有许多重要的TSN相关的发展,包括博世RXXROX、施耐德电气、思科、TTTIC、国家仪器和库卡在二月2016.2世界上推出的TSN测试平台,而制造商、汽车制造商和其他公司则在等待和设计。E到TSN,其他形式的工业以太网继续蓬勃发展,这表明我们可以预期在未来几年内,如果不完全放弃现场总线,将进一步移动。

  随着TSN的出现,工业以太网解决方案的销售持续增长

  Fieldbus在以太网上有了一个巨大的开端,在过去的15年左右,这只是一个可行的选择。同样重要的是要记住,从4毫安到20毫安到现场总线的变化是比从现场总线到以太网的后期转变更为显著的升级。用4毫安到20毫安,模拟信号必须在一个标量值上运行在许多不同的导线上。相反,利用现场总线,最终将具有实际值和状态信息的数字网络整合成为可能。

  以太网是一种像现场总线那样的数字网络。不过,它在现场总线上的改进是巨大的。随着工业物联网(或工业4)的进入,以太网将变得更加重要,因为它比现场总线具有更大的可扩展性和更大的带宽。它还允许许多专用网络和基础设施被整合成一个更具成本效益的自动化平台。

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  “工业以太网是关于创建一个自动化网络;不同之处在于工业以太网将网络扩展到控制工程师领域之外。”Pi美国北部技术市场总监Michael Bowne在《自动化世界》的一篇文章中解释说,3。理解这种差异,考虑安全应用。在过去,除了现有的自动化网络之外,还需要一个单独的专用接触器和继电器的安全系统。今天,所有的接触器都可以连接到工业以太网,从而消除了额外的布线。用户还可以用安全逻辑控制器代替许多继电器。

  这些类型的利益有助于提高PROFNET的市场份额(BoeNe专注于他的作品),以及Ethernet/IP等。2016年2月的一份报告发现,所有的以太网协议占所有安装节点的38%,而现场总线总计约为58%(剩下的4%个是无线的,如蓝牙和Wi-Fi),这是今年第一次被调查。4,而两者之间的差距无疑是WID。自2015以来,它实际上已经关闭,当时现场总线市场仍然是其以太网同行的两倍。

  个别协议的崩溃表明:

  Profibus再次成为整体的领导者,代表着大约17%的节点遍及董事会。

  在以太网解决方案中,Ethernet/IP是9%的全球领先者,在8%和8%的以太网中几乎不存在PROFInet。

  现场总线整体显示出7%的增长率在2015和2016之间;与此同时,以太网解决方案激增了20%。

  以太网的增长率是令人印象深刻的,因为它实际上增加了2015(20%比17%),尽管有一个更大的节点总数今年比去年一个

  协议采用区域差异很大;例如,在欧洲和中东,PROFIBUS占据了首位,而PROFIBET是增长最快的。

  然而,在美国,通用的工业协议网络占据了主导地位,以太网/ IP和DeviceNet都位居榜首。

  在亚洲,没有明确的领导者,只有通常的嫌疑犯,包括PROFET、以太网/ IP、Modbus®和CC链接。

  展望未来,IIOT可能是以太网和无线技术两大技术的主要推动力。

  展望工业以太网市场的前景

  虽然工业以太网已经存在了一段时间,但仅仅在过去几年中,它确实侵入了工厂和其他设置。以前的研究结果表明,它还有很大的增长空间。

  通过2019,工业以太网的销售预计将以大约9.5%的平均速度攀升,根据Technology Avio的数据。驱动这一趋势的5个因素包括采用以太网(现在是一种熟悉的办公技术)和移动大量数据的相对容易。以比现场总线更高的速度。

  以太网设备的演进

  这十年余下的时间(除了TSN的发展之外)还有一件事要看的是以太网设备将如何演变为IIOT上的新的使用案例和环境。例如,当以太网首次进入工厂时,RP45连接器已经普遍存在于消费电子产品如PC机以及数据中心设备(如网络交换机)是最流行的以太网核心设备。RJ45只是以太网连接器的一种类型。

  在整个以太网市场上,它仍然如此,但在许多工厂RJ45已经被M12连接器取代,它提供了来自工业环境中常见的振动、冲击和其他压力的更强有力的保护。随着IIoT和TSN现在在雷达上,我们可以看到从M12转移到M8,以便使用更小的I/O模块,并容纳更小的设备。


  M8支持高数据传输速率(高达100 Mbps),并且还提供入口保护,这使得它适合于广泛的工业应用。除了对连接器类型的更新之外,电缆布线也可能发生变化,特别是8类电缆由电信基础设施协会标准化。

  以太网和危险设置

  以太网在未来几年有许多可能扩展的领域。一个有前途的行业涉及到危险的工业环境,传统的现场总线早已有了长足的发展。Profibus和其他公司仍然是这种设置的支柱,但工业以太网的潜力将使其越来越难以通过。

  “另一个领域的扩展将在以太网的危险地点,其中PROFIBUS,基金会现场总线,和AS-I目前领先的包,”Laura Schweitz,连接产品经理在Turk,解释了一篇文章中的机器设计。“随着工程师和系统集成商寻求更快的速度和其他行业已经与以太网共享的先进连接,这种趋势正在出现。”

  这些用例和其他例子说明了工业以太网为什么有着光明的增长前景。它可能仍然跟踪世界范围内的现场总线,但是由于除了标准化TSN的逐渐推出之外,越来越多的使用今天的工业以太网协议,这一差距还应该继续。

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转载自blog.csdn.net/kailixun/article/details/80279502