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應用日益寬廣 工業乙太網路彈性十足
 

【作者: 王明德】   2014年03月06日 星期四

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工業乙太網路在即時性與整合性的技術提升,使其在工業通訊領域的重要性急速擴張,也因此在模組化及與其他自動化設備的共同平台,也成為另一課題;由於擁有較大彈性,工業乙太網路逐漸在各重直應用領域嶄露頭角。


工業通訊的硬體整合應用上,國內廠商則提供完整的選擇。前面曾經提過不論是傳統Fieldbus或乙太網路等通訊方式,規格均相當多元,如果必須整合在同一轉換系統上,勢必將提升設備成本,為了解決此類問題,有業者提供模組化的設備,讓系統整合業者可以針對現場端的需求,作出最佳的規劃,像在智慧建築的解決方案,就有廠商推出可以提供包括電力線通訊的模組,以及Zigbee等無線網路模組來整合樓宇間的通訊。


圖一
圖一

透過工業乙太網路的開放性特色,最重要的重點是如何與生產線的其他設備的無縫連結,所以除了硬體的配合外,更重要的則是軟體系統的整合規劃,業者指出,系統的簡單化及適用性是工業通訊整合的第一要務;另外一部分,則是控制端對使用者友善的介面,由於工業乙太網路屬於開放性架構,幾乎屬於即插即用的模式,如果與不同的通訊介面整合,還需要重新設定指令,就功虧一簣,在系統上須配合工業設備的需求,才能達成工業通訊的最適化連結,也因此許多工業通訊廠商也針對整合系統進行規劃,達成最佳化的連結。


許多國際廠商也針對系統的整合,提出相關的規劃,由於設備愈來愈多元化,對於系統的整合性要求也日益高漲,西門子因此規劃TIA Portal 平台,藉由整合上端圖控到馬達、感測器等元件的完整應用,並支援遠端控制及診斷功能,讓工業乙太網路的應用更加完整。吳順裕認為,由於操控的需求提升,西門子的產品可透過有線、無線的環境,直接在遠端進行監控與障礙排除等工作,這是西門子技術應用上較為成熟,也提供較完整的解決方案,在西門子的架構下,對於自動化的裝置的遠端控制已有完整的方案,無須再進行排程或其他設定,相較起來更為方便。


不論是硬體或軟體的整合,在工業乙太網路的應用上,是最基本的條件。在生產現場可以看到愈來愈多的工業乙太網路接口的HMI、PLC或其他的I/O設備;隨著視頻技術、M2M技術的的逐步深入,系統用戶對工業乙太網路技術也愈來愈受到注意,甚至各類專業的應用領域如軌道、ITS及電力等其他垂直應用中,也看得到工業乙太網路的出現。


在不同垂直應用的環境中,對於工業乙太網路的設備,也會有不同的需求。舉例來說像是在軌道環境上,應用工業乙太網路有兩點需要克服,一方面是在車輛上,一方面是在軌道佈建上。


以車輛部份來說,由於軌道車輛多是以列車組來運行,列車震動對設備的影響當然是第一要處理的,但這是最基本層面,由於每一節車廂會針對不同的運量進行調派,此時應用工業乙太網路進行通訊,IP的設定就成為一個重要的問題,在工廠環境中,所有的設備都是固定的,少數會移動的設備也是可以監控的,但列車就不一樣,當IP不同時,就會造成網路認定的錯誤,因此如何利用最有效的方式來進行設定,就是一個問題,這類應用,可以直接針對這樣的問題重新進行IP修訂,以達到控制及資訊傳遞的最佳效果。


至於軌道部分,在路線上乙太網路交換器的佈建也是一個問題,由於數量大、距離長的佈建,需要進行縝密的規劃,同時加上有線及無線的綜合運用,這需要專業團隊來進行規劃。


此外,在各垂直應用上,不同環境有不同的標準及法規必須克服,像是電廠等環境,包括抵抗EMI、EMS、ESD及RFI等干擾問題,及環境上的溫溼度與其他的嚴苛考驗,均需要設備廠商多家著墨,這也是台灣廠商針對不同需求,在產品彈性上的競爭力。


像這類不同應用環境的專業機種,相較於國際大廠,台廠的最大家直就是可以針對不同應用的客製化,所謂客製化,最重要的問題就是在不同應用層面上的技術改善,如何達到這個領域的最高要求,才能讓設備商不是僅能提供「可用」的標準品,產生更大的競爭力。


工業乙太網路的設備與自動化裝置,現階段已受到工業通訊廠商的注目,甚至如前面所述各類垂直領域均有不錯的應用績效;雖然較其他通訊技術的成本來說,工業乙太網路的確將增加廠商的投資,但考慮到非預期的問題所帶來的巨大經濟損失,選擇整合力及穩定性已漸入佳境的工業乙太網路的確是相當划算。這當然也是為什麼各項垂直應用環境中,工業乙太網路繼工廠自動化系統迅速成為標準配備的重要原因。


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