造紙機械：以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線能否共存？

國際金屬加工網(wǎng)

對于全球通信行業(yè)來說栏尚，一個非常重要的趨勢是不同通信網(wǎng)絡(luò)間的融合归苍。與此相似，自動化領(lǐng)域近兩年來對于以太網(wǎng)是否會取代現(xiàn)場總線的討論也非常多麸恍。以太網(wǎng)多年來在全球應(yīng)用廣泛灵巧，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)處理抹沪。進(jìn)入工業(yè)自動化領(lǐng)域之后刻肄，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)融欧。

　　　實際上敏弃，在美國，已經(jīng)有許多工業(yè)以太網(wǎng)用于IO控制的例子噪馏，即變頻器权她、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)場總線逝薪。但國內(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隅要。因此蝴罪，國內(nèi)近兩年對于以太網(wǎng)取代現(xiàn)場總線討論非常熱鬧。

　　　工業(yè)以太網(wǎng)及相關(guān)的產(chǎn)品設(shè)備讥啤，在現(xiàn)今的自動化技術(shù)中正在扮演著重要的角色驱糜。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)用場合睬仿。而且喧弦，由于交換機、冗余自愈竹小、抗干擾和千兆網(wǎng)等技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展吕迁，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接口傲钳，目前的應(yīng)用已經(jīng)從管理層延伸到控制層肿圾。但在控制層以下，就是現(xiàn)場I/O層（傳感器和執(zhí)行器）還沒有形成規(guī)模應(yīng)用棺昵。

　　　目前情況下簇戳，生產(chǎn)流程過程自動化，與企業(yè)前面的采購销贝、庫存管理樊展、財務(wù)管理分別采用兩套系統(tǒng)，就是現(xiàn)場總線和ERP堆生，這兩個系統(tǒng)必須能夠互相通訊才能起到控制的作用专缠。但是ERP和現(xiàn)場總線的結(jié)合是有成本的，因為兩者的數(shù)據(jù)格式不同淑仆，數(shù)據(jù)的運行環(huán)境也不同涝婉，上面是管理層的Windows環(huán)境，下面是可編數(shù)控環(huán)境糯景。不可否認(rèn)嘁圈，在這個前提下，從技術(shù)角度看蟀淮，將已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域使用成熟的以太網(wǎng)應(yīng)用向下延伸到自動化層最住，作為下一代現(xiàn)場總線，是一個非常理想的方案怠惶。

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

　　　PROFINET是分布式自動化標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代概念脓魏；它基于以太網(wǎng)，簡單且無需做任何改變地集成現(xiàn)有的現(xiàn)場總線系統(tǒng)（尤其是PROFIBUS系統(tǒng)）肄埠。這對于滿足從公司管理層到現(xiàn)場層的一致性要求是一個非常重要的方面妄舅。它的重大貢獻(xiàn)在于保護(hù)了用戶的投資知狂，因為現(xiàn)有系統(tǒng)的部件仍可合并到PROFINET系統(tǒng)中去，無需進(jìn)行任何更改和绳。

　　　當(dāng)然啰痒，現(xiàn)在大多數(shù)廠家在選擇設(shè)備和系統(tǒng)時，還是會優(yōu)先考慮基于設(shè)備級的總線挺教，因為好用而且便宜锥拖，還有很多種選擇，這也是以太網(wǎng)進(jìn)入現(xiàn)場的阻礙之一⊙旨。現(xiàn)場總線已經(jīng)經(jīng)過了20多年的應(yīng)用昌漏，從最初簡單的CON總線發(fā)展到目前共有8個不同的國際標(biāo)準(zhǔn)，基本上可以涵蓋不同工業(yè)的生產(chǎn)控制需求将遮。
　
　　　而且布筷，從使用功能上來說，生產(chǎn)系統(tǒng)異常復(fù)雜旅急，不同行業(yè)及同行業(yè)間的自動化需求千差萬別逢勾，比如說流程工業(yè)牡整，一般生產(chǎn)線速度都很慢藐吮，以太網(wǎng)動輒幾十兆的數(shù)據(jù)傳輸量在這里看不到優(yōu)越性。而對于機械制造業(yè)來說逃贝，實時控制非常重要谣辞，目前以太網(wǎng)只能在應(yīng)用層解決，物理層就不太容易沐扳，如果硬要實現(xiàn)泥从，那成本又上去了。

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

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

　　　因此，以太網(wǎng)完全取代現(xiàn)場總線是不可能的韭赡，現(xiàn)場總線必然會在自動化領(lǐng)域有自己的生存空間挟晒。而且残神，對于中國來說，目前最重要的不是以太網(wǎng)取代現(xiàn)場總線寸快，而是應(yīng)用和推廣總線锦是。近幾年我去過很多上了ERP的工廠，但是真正做到計劃作業(yè)那層的有沒有呢指佳？基本上沒有漓琢。為什么？生產(chǎn)線自動化沒有完成捏梯，沒有底下的信息稿施，就無法完成設(shè)備使用和人力資源來排優(yōu)化。因為人有請假培他，設(shè)備有故障鹃两，你都預(yù)測不了，這個做不到舀凛，很難說信息化比較好地帶動了工業(yè)化俊扳。所以說自動化是信息化很好的載體，沒有自動化設(shè)施猛遍，信息化很難實施馋记；沒有自動化，你怎么能實現(xiàn)生產(chǎn)效率生產(chǎn)周期提高呢懊烤？

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