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以太网部署工厂网络
浏览: 发布日期:2018-03-14 09:41:39

  随着新型以太网标准的开发和补充技术的出现,以太网设备的成本将有望大幅下降,并更容易部署在工厂网络中。在通常的工厂网络中,局域网负责控制机械加工工具的精确移动和动作。在这种环境中,任何丢包或网络延迟的现象都将使用户付出高昂的代价。

  其中一项新兴的标准被称为IEEE 1588,该标准可以让已联网的以太网设备根据网络主时钟同步各设备的内部时钟。另外还有一种被称为以太网Powerlink的技术,由多家厂商协作开发。该技术使用标准的第二层以太网协议,在传输过程中将数据流分配到特定的微秒时间槽中。这类技术消除了包冲突的现象,而包冲突是导致共享式局域以太网上数据重传的主要原因。此外它还可以解决交换式以太网中与包缓冲有关的网络延迟问题。以太网Powerlink标准小组包括165家自动及控制产品厂商。

  制造商都急切需要一些能够在以太网上运行的控制协议,目的是削减成本并将工厂流程的管理纳入到整体企业IP网络的范围之内。IDC跟踪制造业的分析师Bob Parke表示,“如果每一件东西都有自己的IP地址,就可以很清楚地了解制造企业中各个机械或系统中任何部件的工作状态。如果有了好的标准,现成的设备也可以在部署工厂网络的过程中发挥巨大的作用。任何IT产品只要加上工业两个字,其价格肯定要翻一番。如果能够利用现有的产品实现工业目的,其成本优势可想而知。”

  尽管以太网延迟通常只有一秒种的数百分之一,但对于精确的工业加工来说,这样的延迟是无法接受的,因为机械加工过程中每秒要接收数百次的控制指令。在这一过程中,丢失任何一个指令都有可能导致灾难性的后果。

  在工厂网络中另外一个重要的因素就是网络和计算机控制的机械在时间同步方面的问题。和以太网Powerlink一样,IEEE 1588使用时戳协议(time-stamping protocols)来确保所有的设备时间都以同步运行。

  Intel的工程师Puneet Sharma表示,“如果IEEE 1588在工厂基于标准的网络设备中得到广泛的应用,将可以帮助制造企业放弃那些昂贵的定制式或专用工业自动化通信技术,为企业节省巨额的成本。但要想让以太网替代原有的网络技术并提供足够的可靠性,必须为以太网技术添加一些新的功能和实力。目前时间同步协议所具备的可靠性还不够高,还不能为工业自动化应用提供真正有用的解决方案。”

  也就是说,IEEE 1588定义的技术将与标准的802.3以太网及TCP/IP堆栈一样,成为网络中必不可少的组成部分。这种组合将使以太网能够变成为一种精确控制网络,并用来精确地控制工厂中的机器。根据计划,以太网Powerlink v3将于今年晚些时候正式发布。