2017年用于工廠自動化領(lǐng)域的以太網(wǎng)安裝節(jié)點(diǎn)首次超過傳統(tǒng)現(xiàn)場總線。

這是HMS工業(yè)網(wǎng)絡(luò)有限公司關(guān)于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場年度研究的主要發(fā)現(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)如今占據(jù)新安裝節(jié)點(diǎn)的52%(去年是46%)，而現(xiàn)場總線是42% (去年是48%)。EtherNet/IP成為最廣泛安裝的網(wǎng)絡(luò)，占據(jù)15%；PROFINET和PROFIBUS并列第二，占據(jù)12%。無線技術(shù)也在不斷發(fā)展，占據(jù)6%市場份額。

制造業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型需要高性能網(wǎng)絡(luò)來支持，物聯(lián)網(wǎng)解決方案和工廠設(shè)備的整合在推動工業(yè)以太網(wǎng)的使用。過去很長一段時間工業(yè)以太網(wǎng)處于過渡階段，現(xiàn)在從安裝節(jié)點(diǎn)數(shù)量來看，工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)取代現(xiàn)場總線。

工業(yè)以太網(wǎng)由工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)帶動的增長

所謂工業(yè)以太網(wǎng)，其實(shí)就是將以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)中，由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，設(shè)備連接往往需要更堅(jiān)固的連接器、電纜，另外最重要的是確定性。為了達(dá)到更好的確定性，工業(yè)以太網(wǎng)使用了專門的協(xié)議。目前，比較流行的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議有PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT和POWERLINK等。

通常工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率范圍從10Mbit/s到1Gb/s，其中100Mbit/s是工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用中最流行的速度。工業(yè)以太網(wǎng)需要一些額外的考慮，而不是在辦公室使用的以太網(wǎng)系統(tǒng)。例如，用戶需要通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時監(jiān)控工廠中生產(chǎn)設(shè)備的不同溫度、振動、噪音以及其它的一些參數(shù)。

像PROFINET和EtherCAT這樣的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議是從傳統(tǒng)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)修改而來的，不僅確保制造業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)的正確發(fā)送和接收，還能夠在系統(tǒng)需要執(zhí)行特定操作時按時發(fā)送和接收指令。例如，自動化灌裝生產(chǎn)過程中需要通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送灌裝數(shù)據(jù)以確保瓶子灌裝按照預(yù)期進(jìn)行，實(shí)時生成自動化報(bào)告，當(dāng)瓶子裝滿時，網(wǎng)絡(luò)上會發(fā)出停止灌裝的命令。

工業(yè)環(huán)境中設(shè)備之間如果發(fā)生數(shù)據(jù)丟失或延遲可能會引發(fā)災(zāi)難，所以工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時性和確定性是十分重要的。工業(yè)環(huán)境必需保證實(shí)時感知自動化生產(chǎn)過程狀態(tài)，能在惡劣的環(huán)境下完成工廠工藝需求。

隨著確定性工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和零故障冗余協(xié)議的到來，某些行業(yè)供應(yīng)商提議要開發(fā)基于工業(yè)以太網(wǎng)EtherNet/IP連接的傳感器，但也有人表示無需采用支持以太網(wǎng)的傳感器，因?yàn)镮O-Link、HART或WirelessHART可以連接傳感器，并通過轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)入工業(yè)以太網(wǎng)。一些過程工業(yè)供應(yīng)商已經(jīng)制定了潛在的新標(biāo)準(zhǔn)，可以通過現(xiàn)場總線將傳感器連接到工業(yè)以太網(wǎng)。

長時間以來，一直都能看見向工業(yè)以太網(wǎng)過渡的趨勢，但是到現(xiàn)在，當(dāng)談及到新安裝節(jié)點(diǎn)時，以太網(wǎng)實(shí)際上已經(jīng)超越了現(xiàn)場總線。向工業(yè)以太網(wǎng)的過渡，是由于對于高性能的需求、對于工廠安裝設(shè)施和IT/IoT系統(tǒng)集成的需求、以及對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的需求所驅(qū)動的。

現(xiàn)場總線依然增長，但預(yù)計(jì)會下降

由于具有強(qiáng)大的行業(yè)推動，以及行業(yè)內(nèi)對于網(wǎng)絡(luò)安全的考慮，現(xiàn)場總線依舊會略有增長。然而，盡管具有6%的增長率(過去4年)，未來幾年現(xiàn)場總線的安裝預(yù)計(jì)會穩(wěn)步下降。目前，占主導(dǎo)地位的現(xiàn)場總線依舊是PROFIBUS，占據(jù)12%的全球市場份額，并列第二位的是Modbus-RTU和CC-Link，都占6%。

無線技術(shù)正在重新定義網(wǎng)絡(luò)圖譜

從數(shù)據(jù)上可以看出，2017年無線技術(shù)增長了32%，占據(jù)整個市場份額的6% 。在無線技術(shù)中，無線局域網(wǎng)(WLAN)是最流行的技術(shù)，其次是藍(lán)牙。機(jī)器制造商和系統(tǒng)集成商越來越多地使用無線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的自動化架構(gòu)。用戶可以減少布線并創(chuàng)建新的解決方案用于連接和控制，包括通過平板電腦或智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)的自帶設(shè)備(BYOD)解決方案。

分布地域性的網(wǎng)絡(luò)變化

從地域分布上來看，在歐洲和中東，PROFINET和EtherNet/IP是主流網(wǎng)絡(luò)，并且PROFIBUS仍舊得到廣泛使用。其他流行的網(wǎng)絡(luò)有EtherCAT，Modbus-TCP和Ethernet POWERLINK。

美國市場由CIP網(wǎng)絡(luò)主導(dǎo)，正清晰地邁向EtherNet/IP。在亞洲，沒有真正作為市場主導(dǎo)性的網(wǎng)絡(luò)，但是PROFINET、EtherNet/IP、PROFIBUS、EtherCAT、Modbus和CC-Link都有廣泛使用，并且以太網(wǎng)版本的CC-Link IE Field也在占據(jù)市場。

結(jié)語工業(yè)設(shè)備將越來越互聯(lián)

根據(jù)應(yīng)用的不同，用戶將繼續(xù)尋求連接到各種不同的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)。展望未來，受工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0推動，工業(yè)設(shè)備將越來越互聯(lián)。對通信工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備可滿足IIoT和工業(yè)4.0的需求，如減少機(jī)器停機(jī)時間和提升生產(chǎn)靈活性，工業(yè)以太網(wǎng)和無線將成為這些目標(biāo)的主要推動力。