過(guò)程自動(dòng)化中的應用

盡管如今工廠(chǎng)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )主要基于以太網(wǎng)標準，但是在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域中以太網(wǎng)的應用仍在發(fā)展中。為了啟用和解決工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)模型，Namur發(fā)布了開(kāi)放式架構（NOA），該架構定義了跨云所有層的通訊概念。 Namur還發(fā)布了一篇論文，以確定過(guò)程自動(dòng)化中的未來(lái)網(wǎng)絡(luò )將是具有以太網(wǎng)的IP網(wǎng)絡(luò )。 FieldComm小組與PI和ODVA共同組成了一個(gè)工作組，該工作組在很大程度上推動(dòng)了IEEE的進(jìn)步，并確定了他們的系統要求，以便快速應用于過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域。

上圖顯示了過(guò)程工業(yè)中的不同區域，包括危險區域（如0區）中不同級別的本質(zhì)安全和環(huán)路供電或單獨供電的設備。網(wǎng)絡(luò )本身使用眾所周知的支線(xiàn)和中繼拓撲，包括最多可為50個(gè)設備供電，每個(gè)設備的最大電流為500mA。此外，可以重復使用現有的電纜和設備，以減少系統設計和集成時(shí)間。因此，過(guò)程工業(yè)的重點(diǎn)是用APL不斷替換現有的現場(chǎng)總線(xiàn)設備。

工廠(chǎng)自動(dòng)化中的應用

與過(guò)程工業(yè)不同，工業(yè)以太網(wǎng)是目前工廠(chǎng)自動(dòng)化行業(yè)中的主導網(wǎng)絡(luò )。但是，這也將SPE的好處局限在更小的占地面積，更小的電纜重量，更長(cháng)的電纜長(cháng)度，更強的耐用性以及更易于通過(guò)一種工具環(huán)境進(jìn)行安裝和維護。

現在的挑戰是將這些優(yōu)勢帶入已有的基于IP的網(wǎng)絡(luò )中，這些網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)支持許多的數據驅動(dòng)業(yè)務(wù)模型。挑戰是多方面的，一些工業(yè)以太網(wǎng)標準在其規格中沒(méi)有10Mbit的傳輸速度，或者只是一開(kāi)始包含在內。

幾家傳感器制造商（作為APL用于過(guò)程自動(dòng)化的主要驅動(dòng)力）早在2007年就開(kāi)始積極地根據IO-Link標準調整其需求。IO-Link支持參數化、診斷和完全集成到“工業(yè)4.0”生態(tài)系統中。但是，如果要在1000m的SPE上傳輸IO-Link數據幀，會(huì )將以前的點(diǎn)到點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò )轉換為一種現場(chǎng)總線(xiàn)。盡管有一些技術(shù)問(wèn)題，但工廠(chǎng)自動(dòng)化的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是可以從SPE技術(shù)中不斷受益。 PI、ODVA和IO-Link中的各個(gè)小組目前正在討論和評估這些應用案例以及潛在的集成場(chǎng)景。 IO-Link聯(lián)盟發(fā)表了一份白皮書(shū)，其中包含一些部署方案示例（IO-Link聯(lián)盟，2020年），在棕地中安裝的場(chǎng)景：

上面的示例允許將IP67 SPE主站集成到IO-Link和二進(jìn)制傳感器及設備的現有安裝中。白皮書(shū)中的提案將SPE主要用作IO-Link數據幀的傳輸介質(zhì)。

通過(guò)基于以太網(wǎng)的IO-Link適配器軟件，可以保持現有基礎設施和安裝處于活動(dòng)狀態(tài)的設備，來(lái)維護數據格式，擴展使用范圍，體現SPE優(yōu)勢。

德國赫優(yōu)訊參加了PI的幾個(gè)工作組，以促進(jìn)有關(guān)PROFINET的SPE的發(fā)展。赫優(yōu)訊還為IO-Link工作組做出了貢獻，該工作組評估了將兩種標準互補集成到現場(chǎng)中的收益和挑戰。在IEEE中，赫優(yōu)訊參與有關(guān)802.3cg標準中未解決主題的討論，并且還參與有關(guān)SPE主題的ODVA的討論。赫優(yōu)訊的目標是幫助構建遷移路徑，將SPE輕松集成到現有工業(yè)網(wǎng)絡(luò )系統中，并通過(guò)通訊技術(shù)和產(chǎn)品方面的能力來(lái)支持這一點(diǎn)。