工業(yè)以太網(wǎng)向企業(yè)提供了寶貴的財富和機遇，所需要的只是一個(gè)共用基礎設施。這提供了一個(gè)全面共用布線(xiàn)的前景，有機會(huì )使公司將信息技術(shù)與加工/制造結合起來(lái)。

1、以太網(wǎng)在工廠(chǎng)中的應用

與大多數的技術(shù)一樣，工廠(chǎng)自動(dòng)化包含復雜的機器、環(huán)境和使其運行的通信網(wǎng)絡(luò )。

簡(jiǎn)而言之，自動(dòng)化使一個(gè)控制器，通過(guò)某種介質(zhì)（雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纖、無(wú)限節點(diǎn)）向機器發(fā)送電氣信號、光信號或無(wú)線(xiàn)信號，機器通過(guò)對信號進(jìn)行響應而執行某些機械操作。由于具備高水準的計算機、加工設備、機器人，以及通信網(wǎng)絡(luò )與協(xié)議，自動(dòng)化的程度已經(jīng)非常先進(jìn)，可以完成從生產(chǎn)消費性產(chǎn)品、控制公用設施到保護軍事防衛系統的任何工作。

車(chē)間和加工工程有太多高質(zhì)量的系統可供選擇。工程師指定設備和相應的控制系統，在大多數情況下，這些設備與控制系統與其它協(xié)議或網(wǎng)絡(luò )不能互用。例如，在任何一個(gè)制造廠(chǎng)中，可能有幾個(gè)自動(dòng)化控制系統和網(wǎng)絡(luò )分布在各個(gè)工作單元中。

此外，還存在多數以TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）以太網(wǎng)協(xié)議為基礎的局域網(wǎng)（LAN），從而便于辦公室通信。到目前為止，將所有這些開(kāi)放式甚至專(zhuān)有網(wǎng)絡(luò )連接起來(lái)需要非常多的努力，盡管這不是最有效的使用資源的方式，企業(yè)仍然努力獲得可成功和效益。

綜合來(lái)說(shuō)，今天的以太網(wǎng)協(xié)議可用于提供辦公室通信以及高水準的自動(dòng)化操作，例如控制、數據采集和監控。來(lái)自各個(gè)制造商的基于工業(yè)以太網(wǎng)的自動(dòng)化設備最終將會(huì )互聯(lián)互通。利用工業(yè)以太網(wǎng)，工程師可以將節點(diǎn)混合并匹配到工作單元，如果將來(lái)自一個(gè)供應商的計算機與來(lái)自另兩個(gè)供應商的激光打印機和來(lái)自第三哥供應商的LAN交換機匹配起來(lái)一樣簡(jiǎn)單。

工業(yè)以太網(wǎng)向企業(yè)提供了寶貴的財富和機遇，所需要的只是一個(gè)共用基礎設施。這提供了一個(gè)全面共用布線(xiàn)的前景，有機會(huì )使公司將信息技術(shù)與加工/制造結合起來(lái)。工業(yè)以太網(wǎng)節點(diǎn)具有通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠程訪(fǎng)問(wèn)的能力。數據采集、質(zhì)量控制和制造物流均可實(shí)時(shí)下載到ERP（企業(yè)資源計劃）中。此外，客戶(hù)與其供應商之間的通信將會(huì )更有效率。展望未來(lái)，工業(yè)以太網(wǎng)是一個(gè)完全順暢運行的企業(yè)的一個(gè)組成部分，其中語(yǔ)音、數據、制造、安全和樓宇自動(dòng)化系統全部通過(guò)一個(gè)集中的基礎設施進(jìn)行。

但是，要是大部分目標得以實(shí)現，必須增強以太網(wǎng)產(chǎn)品的性能（或經(jīng)過(guò)工廠(chǎng)證明）。在辦公室中，RJ45、Cat 5e/6連接器、交換機和UTP電纜被廣泛認為是良好的選擇之一。在工業(yè)環(huán)境中進(jìn)行布線(xiàn)和連接時(shí)，標準RJ45插座和插頭不能適應車(chē)間的惡劣環(huán)境：高溫、強烈的振動(dòng)條件、感應磁噪音、水洗過(guò)程、油污、污染物和很多其它條件。但是對于銅纜應用，RJ45接口仍然時(shí)以太網(wǎng)物理層設計的標準。

工業(yè)以太網(wǎng)解決方案就是解決了以上問(wèn)題。此產(chǎn)品范圍包括工業(yè)以太網(wǎng)RJ45隔艙式連接器、轉接線(xiàn)和不銹鋼面板。隔艙式連接器符合針對以太網(wǎng)/TP的ODVA(Open Devicenet Vendor Association,開(kāi)放設備網(wǎng)絡(luò )供應商協(xié)會(huì )）規范等標準，如ODVA的CIP――針對工業(yè)以太網(wǎng)大通用工業(yè)協(xié)議，隔艙式連接器具有IP67級別。

工業(yè)級電纜也是非常重要的一部分。由于油和溫度等級，標準單股或多股UTP電纜的護套需更大口徑以作現場(chǎng)端接或不同長(cháng)度的跳線(xiàn)。

 

ODVA指定的連接器廣泛應用于世界各地，因為它正被引入TIA（電信行業(yè)協(xié)會(huì )）和其他針對類(lèi)似工業(yè)以太網(wǎng)認可文檔的歐洲標準委員會(huì )。

展望未來(lái)，預計完全的端對端解決方案是安裝的核心。這些解決方安定核心是IP級機柜。

因為工業(yè)以太網(wǎng)尚處于初級階段，公共架構（或拓撲結構）仍然處于在定義過(guò)程之中。在很多情況下，以太網(wǎng)交換機，無(wú)論是專(zhuān)為車(chē)間而強化的交換機還是用于辦公室環(huán)境的交換機，都位于地面上的控制機柜中?？刂茩C柜為交換機提供IP和NEMA級別的保護。盡管此類(lèi)架構是可行的，但可能不是最有效的，視設備、設計等而定。將自動(dòng)化交換機集中到一個(gè)區域將會(huì )要求交換機與其控制的實(shí)際設備之間必須要有足夠長(cháng)的布線(xiàn)。將交換機帶入工作區是將來(lái)拓撲結構的方向。為此，必須防止交換機受到工作區面臨的極為惡劣的環(huán)境影響。IP66和IP54的機柜，外形相對緊湊，特別適合不同位置的安裝，是這個(gè)問(wèn)題的解決方案。機柜提供所選交換機的DIN軌道安裝、電源、可選風(fēng)扇/溫度調節裝置以及預配置的工業(yè)以太網(wǎng)隔艙式RJ45連接器密封管――如果需要，可用作工業(yè)用配線(xiàn)架。這些機柜具有斷電上鎖/標記（lock-out/tag-out）安全機制，以確保交換機不會(huì )被取得。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的可靠性取決于支持網(wǎng)絡(luò )的布線(xiàn)基礎架構的完整性和牢固性，必須考慮到網(wǎng)絡(luò )的環(huán)境、設計和將來(lái)的需要，配合成熟的技術(shù)合作伙伴構建網(wǎng)絡(luò )基礎架構將對天衣無(wú)縫的開(kāi)發(fā)與性能提供支持。

PACT程序包括：Rockwell Automa-tion Encompass、Cisco Systems、Panduit和Belden

2 工業(yè)以太網(wǎng)布線(xiàn)基礎架構

布線(xiàn)基礎架構包括銅纜和光纜、連接器和線(xiàn)纜管理系統通過(guò)這些設備傳輸數據信號，如果此系統不能按要求進(jìn)行操作，信息流將受到干擾，嚴重的會(huì )導致信息流的停止。在確定、設計和安裝布線(xiàn)系統的細節上，留意和防止關(guān)鍵的連接組件出現故障導致工業(yè)網(wǎng)絡(luò )停止運行。

在惡劣的環(huán)境中建議采用的元件見(jiàn)表1。

3 工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )基礎架構

Cisco正在研發(fā)高級工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )解決方案，以便用于未來(lái)采用IP技術(shù)的車(chē)間。

 

4 工業(yè)以太網(wǎng)電纜基礎架構

DataTuff R 工業(yè)以太網(wǎng)Cat 5e電纜

7923A 屏蔽和非屏蔽
7929A 捆綁線(xiàn)對電纜
7921A 抗壓
7928A 耐油
7918A 抗紫外線(xiàn)陽(yáng)光照射
7919A 厚重的護套

工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )的可靠性取決于電纜基礎架構。為了幫助確保卓越的車(chē)間性能，Belden公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)除針對包括油和陽(yáng)光、溫度變化、磨損與變形、EMI/RFI惡劣環(huán)境的電纜解決方案等。

ControlLogix 　 靈活的架構
PowerMonitor 基于以太網(wǎng)TCP/IP技術(shù)
ProcessLogix 將自動(dòng)化系統組件集成在一起

5 以太網(wǎng)/IP網(wǎng)絡(luò )

符合開(kāi)放設備網(wǎng)絡(luò )供應商協(xié)會(huì )（ODVA）以太網(wǎng)/IP協(xié)議，Rockwall Automations EtherNet/IP將商業(yè)性現有以太網(wǎng)與DeviceNet和ControlNet網(wǎng)絡(luò )中采用的相同開(kāi)放工業(yè)自動(dòng)化協(xié)議結合起來(lái)。解決方案包括用于以太網(wǎng)系統的軟件、模塊、網(wǎng)關(guān)和控制器。