工業乙太網替代現場匯流排的發展驅動力

近幾年，隨著智能製造戰略的持續推進，中國製造企業開始重視對底層工業自動化系統的改造與升級，由此引發了是否有必要採用工業乙太網替代現場匯流排技術的問題討論。目前較為普遍的觀點認為，隨著智能工廠的應用實踐的深入以及IT與OT的逐漸融合，打通上層業務管理系統與下層生產控制系統之間的數據交互是大勢所趨，這種內在的驅動力正在推動控制層和管理層構建統一的網路通信標準，使得工業乙太網正在成為現場匯流排技術的重要替代者。

IT與OT融合推動工業乙太網快速發展

工業乙太網是乙太網技術和通用工業協議的結合，是標準乙太網在工業領域的應用延伸。近年來，為滿足高實時性的工業應用需求，各大工業自動化公司和標準化組織紛紛提出了各種工業乙太網實時性的技術標準，這些方案建立在IEEE802.3標準基礎上，通過對相關標準的擴展以提高實時性，並做到與標準乙太網的無縫對接。

目前，被廣泛應用的工業乙太網標準主要包括以下6個類型：

(1) MODBUS TCP/IP

施耐德電氣將以工業乙太網為基礎的協同自動化解決方案作為發展戰略。MODBUS的系統可以很容易地升級到MODBUS TCP/IP 。而用戶並不需要對原有系統重新投資。在使

用MOD BUS 的串列連接方式， 如RS485 的情況下， 可以提供相應的產品， 非常容易地從現有的MODBUS 系統更新或升級到MODBUS TCP/IP 上。如果是使用了其他的網路， 也可以應用相應的gateway( 網關) 使其集成或升級到乙太網系統里。

(2) Ethernet/IP

Ethernet/IP是一個面向工業自動化應用的工業應用層協議，是主推ControlNet 現場匯流排的羅克韋爾自動化公司為乙太網進入自動化領域所研究創造的乙太網工業協議。它建立在標準UDP/IP與TCP/IP協議之上，利用固定的乙太網硬體和軟體，為配置、訪問和控制工業自動化設備定義了一個應用層協議。Ethernet/IP協議由IEEE 802.3物理層、數據鏈路層標準協議和控制與信息協議CIP等3個部分組成。

(3) Ethernet POWERLINK

Ethernet POWERLINK 是一項在標準乙太網介質上解決工業控制及數據採集領域數據傳輸實時性的技術。EthernetPOWERLINK 擁有Ethernet的高速、開放性介面，以及CANopen在工業領域良好的SDO 和PDO 數據定義，在某種意義上說POWERLINK就是Ethernet 上的CANopen，物理層、數據鏈路層使用了Ethernet介質，而應用層則保留了原有的SDO 和PDO對象字典的結構。

(4) PROFInet

PROFINET由PROFIBUS國際組織推出，是新一代基於工業乙太網技術的自動化匯流排標準。PROFINET囊括了諸如實時乙太網、運動控制、分散式自動化、故障安全以及網路安全等當前自動化領域的熱點話題，並作為跨供應商的技術完全兼容工業乙太網和現有的現場匯流排（如PROFIBUS）技術，保護現有投資。

(5) SERCOS III

Sercos( Serial Real Time Communication System，串列實時通信系統)已在工廠自動化應用（適合機械工程和建築）領域風靡了25年。Sercos III是第三代協議，制定於2003年。這種具有高效性和確定性的通信協議可將Sercos介面的實時數據交換與乙太網相融合。SERCO S III是SERCOS成熟的通信機制和工業乙太網相結合的產物，它既具有 SERCOS的實時特性，又具有乙太網的特性。

(6) EtherCAT

EtherCAT最初由德國倍福自動化有限公司研發。EtherCAT為系統的實時性能和拓撲的靈活性樹立了新的標準，同時，它還符合甚至降低了現場匯流排的使用成本。EtherCAT的特點還包括高精度設備同步，可選線纜冗餘，和功能性安全協議(SIL3)。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！