智慧制造推动 工业乙太网路已成主流
相较于Fieldbus有连结数量、频宽及距离的限制,乙太网路的开放特性,也成为自动化设备商的优先选择,市场认为,乙太网路受青睐的最重要的原因,就是可以将现场端开放连结到Internet,产生了无限宽广的想像。
图九 : Velmenni计画利用航空器内的灯光来完成以Li-Fi为基础的区域网路。 |
|
传统Fieldbus仅能针对点对点的连结,不管如何只能透过线路的连结;对乙太网路来说,相对而言就有更多的想像,不过,现况上在商用环境中被广泛应用的乙太网路,运用到工业环境,则仍有一些限制。...
举例来说,如果一般在网际网路上查询资料,花个十几秒还是可以忍受的延迟,因为这并不影响得到资料的品质;但在工业环境上,因为自动化必须考量资讯整合,以及命令下达与反应的即时性,稍微延迟就成为资讯传输甚或控制的极大障碍,因此在工业环境下应用乙太网路就成为一大赌注。
工规乙太网路频宽管理设计
也因此,在发展工业乙太网路时,原先应用于商业环境的规格,就受到相当大的挑战,因此如何达到稳定地即时传输,是目前各个工业通讯厂商都在强化的技术,传统商规的乙太网路设计,在一定程度中允许资讯封包碰撞,但此一设计进入要求较严格的工业环境,就变的较为尴尬;在工业环境中封包碰撞之时,谁来决定资讯重送以及以什么频率重送,就成为巨大挑战。此外,传统的商规乙太网路设备的设计,主要针对较为环境较为单纯的办公空间,因此无需针对干扰与环境限制进行防护设计,甚至关键的网路设备更隔离于资料中心机房内;当乙太网路由商规转换到工规时,这些部分则必须重新考量。
在工业环境中,网路设备可能会暴露于各种危险环境,包括高温、高水气与潮湿、灰尘、粉尘、油污、化学污染品、设备震动、电源品质、电压及电磁干扰等,工业级乙太网路就必须针对这些部分重新设计,才能抵御这些会损害网路稳定性的因素。
在工业环境中,网路设备可能会暴露于各种危险环境,包括高温、高水气与潮湿、灰尘、粉尘、油污、化学污染品、设备震动、电源品质、电压及电磁干扰等,工业级乙太网路就必须针对这些部分重新设计,才能抵御这些会损害网路稳定性的因素。进入工业控制,由于传统的Fieldbus通讯模式,多是单一由控制端直接下指令给现场端,让现场根据指令来进行动作,在封闭而单向的环境中,导入乙太网路的确不会造成相当的混乱,但这样的设备提升效果相当有限;不过由于可整合Internet,让控制从现场延伸到远端,适度提升了控制的能力,这已是不可避免的趋势,当优势大于劣势,自然仍让厂商持续投入工业乙太网路的研发。
但最基本的环节,一般工业通讯的应用仍然是让Fieldbus与工业乙太网路整合应用。
正如前言,在现场端基本上仍是多以「单向控制指令」为最基础的应用形式,因为现场端设备的使用寿命较长,基本上仍以传统Fieldbus的通讯I/O为主;而到后端则应用乙太网路与Internet连结,进行系统的整合应用,这样的交叉运用兼具成本与技术考量,针对不同需求达成的最佳化,所以多数台湾厂商均认为,短期内Fieldbus仍然不会退出工业通讯市场,而且因其成本较低、应用简单,短期之内还会有小幅成长。
此外,像在包括影像监控等应用模式上,对于点对点对应时间并非极端严格,利用现有乙太网路造成的微小延迟亦并非无可忍受,加上乙太网路频宽并非随时都很繁忙,发生延迟的机会并不常见,对于资讯传递上并非「无法忍受」,因此这类资讯传递的工作,让频宽较宽的乙太网路处理,成为自动化厂商的选择。
工业乙太网路标准出炉此一选择,多是针对现况乙太网路的限制而发展出来的解决方案,从乙太网路进展到工业乙太网路,
就目前发展来看,工业乙太网路的声势日隆,原因在于智慧制造的概念逐渐扩散到制造产业,工业乙太网路可让工厂端的OT系统与企业端的IT系统紧密互联,落实工业4.0愿景,因此放眼未来,工业乙太网路将逐渐成为工业通讯主流。