你是否真正理解现场总线和工业以太网的精髓可以协议解析将为你揭开神秘面纱
随着传统制造业的智能化转型,工业互联网技术正迅速兴起。其核心在于通过各种通信方式连接不同设备、系统和产品,以实现海量数据的采集。本文将详细介绍两种工业底层设备通讯方式:现场总线和工业以太网。
首先,我们来回顾一下现场总线的发展历史。它主要出现在上个世纪80年代末到90年代初期,当时由于生产规模扩大,工厂内部设备需要互联以实现远程I/O数据传输和产线内不同设备间的信息交换。但当时计算机系统存在封闭性问题,每家厂家的产品都自成一体,不同品牌之间无法实现互联互通,因此想要构建更广泛信息共享网络面临诸多困难。
实际应用中,诸如基金会现场总线FF、HAPT现场总线、CAN现场总线等技术应运而生,每种具有其特点,并形成了特定的应用范围。不过,由于采用不同的通信协议,至今尚未形成统一标准,只能遵循IEC61158标准中的多种类型。对于初学者来说,即便是百度百科或国际电工委员会IEC标准给出的定义,也显得晦涩难懂。
然而,一些解读使我感到豁然开朗:场景总线是一种将自动化最底层与智能仪表实时控制通信网络相连的网络,它遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型,但实际应用中可能会简化为少于七层模型,以满足快速响应和低延迟要求。
接着,我们探讨了工业以太网。尽管以太网最初设计用于办公环境,但人们意识到了其在工厂环境下的潜力。因此,将以太网引入工厂成为了一项重要创新。这导致了“工业以太网”的出现,其采用TCP/IP协议并兼容IEEE802.3标准,但加入了各自特有的应用层协议。在定义上,与其他各式各样的现场总线一样,它也属于一种场景级别的通信解决方案。
然而,以太网作为一个随机网络,有着不可预测性的缺陷,这让人们对其适用性持怀疑态度。但为了克服这一限制,现在有许多公司致力于研究如何提高基于以太网的实时性与确定性,如西门子的PROFINET、倍福的EtherCAT等,这些都是针对高速实时数据传输而设计的一些最新技术解决方案。
综上所述,从从事业界专家瑞典HMS公司最新调查数据看,在2016年期间,虽然原来的安全节点数量占整个市场48%,但相比前一年下降,而工业以太网则从38%增加到46%。这表明尽管行业仍然呈现碎片化状态,但未来趋势向着更加普遍使用工业互联网相关技术发展。此外,无论是哪一种选择,都需要考虑到它们能够有效地支持即将到来的更多复杂任务需求,以及不断增长的人口密度城市地区以及持续增长的人口比例生活区域。此外,还要考虑他们如何确保所有这些物理结构功能得到正确配置及维护,以及它们是否能够支持当前已有的任何其他相关设施或服务系统。这是一个挑战,因为我们必须找到既可靠又高效又灵活且经济合理同时提供必要功能和性能水平(包括速度),并且还能适应不断变化的地球气候条件,同时保持最大程度上的能源效率。此外,我们还必须确保所有这些新的物理结构能够完全符合安全规定,并且能够保护个人隐私,同时保持高度可靠性、高效率以及极高可维护性的同时不放弃高性能、高速处理能力。如果可以的话,那么最好还是要尽可能减少资源消耗,使得整体成本更低,更经济,而且应该具备强大的抗灾害能力。这意味着我们的新物理结构应当拥有足够强大的耐久性,可以抵御自然灾害,比如洪水、大火或地震等。而如果可能的话,最好的做法就是开发一些允许用户根据需要调整设置,让他们可以根据自己的需求进行微调或者优化,以获得最佳结果。