2019年11月對(duì)IEEE 802.3cg標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可標(biāo)志著引入工廠操作員在網(wǎng)絡(luò)邊緣連接設(shè)備截然不同的新方式，使他們不再受到基于傳統(tǒng)4 mA至20 mA和HART?通信接口的基礎(chǔ)設(shè)施的限制。

802.3cg標(biāo)準(zhǔn)也稱為10BASE-T1L，是一種工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。通過(guò)該協(xié)議，可以打破在工廠執(zhí)行一線服務(wù)的基本操作設(shè)備（傳感器、閥、執(zhí)行器和控件）與實(shí)現(xiàn)新智能工廠智能的企業(yè)數(shù)據(jù)、比特和字節(jié)庫(kù)之間的屏障。10BASE-T1L網(wǎng)絡(luò)將成為向數(shù)據(jù)和分析驅(qū)動(dòng)型工廠運(yùn)營(yíng)模式轉(zhuǎn)變的重要推動(dòng)因素，這種趨勢(shì)被稱為工業(yè)4.0。

這是否意味著工業(yè)工程師就應(yīng)準(zhǔn)備用10BASE-T1L基礎(chǔ)設(shè)施替換4mA至20 mA或HART系統(tǒng)，即使802.3cg標(biāo)準(zhǔn)才剛剛設(shè)定？

從4 mA至20 mA或HART成功轉(zhuǎn)變?yōu)?0BASE-T1L的關(guān)鍵因素是什么？

數(shù)據(jù)分析支持提高生產(chǎn)力和效率

工業(yè)4.0實(shí)施正在橫掃每一個(gè)現(xiàn)代工廠運(yùn)作。工業(yè)4.0的核心是希望通過(guò)大數(shù)據(jù)獲利。新分析軟件已經(jīng)開(kāi)始改變工業(yè)操作和維護(hù)工廠設(shè)備及廠房的方式。當(dāng)通過(guò)分析得到的見(jiàn)解揭示明顯不同的數(shù)據(jù)集的模式時(shí)，通常是最深刻的。

能夠從工廠設(shè)備中可靠地獲取的數(shù)據(jù)越多，數(shù)據(jù)類(lèi)型越多，軟件支持狀態(tài)監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)等先進(jìn)功能的機(jī)會(huì)就越多。4 mA至20 mA和HART接口的低數(shù)據(jù)帶寬以及將其集成到企業(yè)計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的有限范圍，阻礙了工程師向這些傳統(tǒng)端點(diǎn)應(yīng)用分析。4 mA至20 mA和HART技術(shù)還限制了可供應(yīng)給端點(diǎn)的電量和遠(yuǎn)程操作設(shè)備的范圍。

因此，通過(guò)將現(xiàn)有4 mA至20 mA或HART設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)?0BASE-T1L可獲得數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，使用這些數(shù)據(jù)后，可提高生產(chǎn)力和效率。智能互聯(lián)工廠通常能夠減少計(jì)劃外停機(jī)，減少能源浪費(fèi)，更好地利用設(shè)備和其他資產(chǎn)，以及更有效地部署人員。10BASE-T1L連接承諾將這些優(yōu)勢(shì)延伸到工廠的各個(gè)角落，在這些地方，傳感器和其他端點(diǎn)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)范圍之外運(yùn)行。

10BASE-T1L：更高的數(shù)據(jù)速率和功率輸出

安裝10BASE-T1L設(shè)備的情況取決于802.3cg標(biāo)準(zhǔn)提供的一組功能。10BASE-T1L連接提供以下功能：

通過(guò)長(zhǎng)達(dá)1千米的電纜實(shí)現(xiàn)最大數(shù)據(jù)速率10 Mbps。

向Zone 0本質(zhì)安全應(yīng)用中的端點(diǎn)提供高達(dá)500 mW功率，從而操作比4 mA至20 mA或HART系統(tǒng)所能支持的更廣泛、更復(fù)雜的端點(diǎn)。它還可向非本質(zhì)安全應(yīng)用提供高達(dá)60 W功率，具體取決于布線。

有可能重復(fù)使用現(xiàn)有、已安裝的雙絞線。

豐富的設(shè)備管理選項(xiàng)，包括從連接的設(shè)備提供診斷數(shù)據(jù)，以及為其提供軟件更新。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)地址，將物聯(lián)網(wǎng)功能擴(kuò)展到工廠網(wǎng)絡(luò)邊緣。通過(guò)IP地址，不僅可監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，還可遠(yuǎn)程管理節(jié)點(diǎn)。

與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施集成。

從硬件的角度來(lái)看，實(shí)施10BASE-T1L設(shè)備通常很簡(jiǎn)單。這是因?yàn)?用于10BASE-T1L通信的物理介質(zhì)是一根雙絞線。這甚至可能是傳 輸4 mA至20 mA或HART通信的同一根電纜。802.3cg標(biāo)準(zhǔn)支持安裝在 危險(xiǎn)（防爆）環(huán)境中。

早期可能在混合設(shè)備上實(shí)施10BASE-T1L，混合設(shè)備同時(shí)支持舊接 口（如4 mA至20 mA）和新工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。

在10BASE-T1L上取得成功

ADI公司將在許多客戶采用工業(yè)4.0技術(shù)的過(guò)程中扮演重要角色。 我們的經(jīng)驗(yàn)表明，兩個(gè)關(guān)鍵因素將決定10BASE-T1L項(xiàng)目是否成功：

對(duì)數(shù)據(jù)的關(guān)注

網(wǎng)絡(luò)安全性

一旦關(guān)注起10BASE-T1L實(shí)施的操作細(xì)節(jié)，工程師可能就會(huì)忽略實(shí) 施它的原因，即揭開(kāi)端點(diǎn)（如傳感器）操作的真相，并將其中 的豐富數(shù)據(jù)流饋入企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)分析引擎中。

因此，10BASE-T1L項(xiàng)目取得成功面臨的最大風(fēng)險(xiǎn)不是端點(diǎn)本身， 而是物理基礎(chǔ)設(shè)施；問(wèn)題通常出現(xiàn)在后端，當(dāng)對(duì)處理和使用來(lái) 自新連接端點(diǎn)的數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備不充分時(shí)。

因此，著手安裝10BASE-T1L的工業(yè)工程師應(yīng)該考慮到這些問(wèn)題：

通過(guò)從傳感器和其他端點(diǎn)獲得的數(shù)據(jù)，我能獲得哪些類(lèi)型的 見(jiàn)解？

如何將這些數(shù)據(jù)整合到企業(yè)級(jí)控制系統(tǒng)？來(lái)自端點(diǎn)的數(shù)據(jù)的 格式是否兼容或是否需要轉(zhuǎn)換？

通過(guò)數(shù)據(jù)分析得出的見(jiàn)解將如何改進(jìn)過(guò)程或系統(tǒng)？

工程師要面臨的第二個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是安全性。只要端點(diǎn)通過(guò)10BASET1L 網(wǎng)絡(luò)連接，端點(diǎn)面臨的威脅的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生很大的改變。以 前通過(guò)4 mA至20 mA連接時(shí)，不夠復(fù)雜的連接降低了攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

工程師要面臨的第二個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是安全性。只要端點(diǎn)通過(guò)10BASET1L 網(wǎng)絡(luò)連接，端點(diǎn)面臨的威脅的性質(zhì)就會(huì)發(fā)生很大的改變。以 前通過(guò)4 mA至20 mA連接時(shí)，不夠復(fù)雜的連接降低了攻擊風(fēng)險(xiǎn)。

這意味著，各個(gè)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施本身必須通過(guò)實(shí)施各種技 術(shù)來(lái)確保安全，如：

通過(guò)加密設(shè)備ID進(jìn)行的設(shè)備安全認(rèn)證

數(shù)據(jù)傳輸加密

阻止外部實(shí)體訪問(wèn)安全設(shè)備的防火墻

從工業(yè)4.0項(xiàng)目中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

在802.3cg標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可后，一直在加速開(kāi)發(fā)10BASE-T1L兼容的組件和設(shè) 備。在我們這方面，ADI一直與工業(yè)設(shè)備制造商合作，確保他們 能夠遵循路線圖，推出支持10BASE-T1L網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。

審核編輯：郭婷