Under de senaste decennierna har Ethernet -tekniken varit en spelväxlare för branscher i olika områden, från de tidiga dagarna av lokala nätverk, till senare bredbandsnätverk, till dagens internet. Och nu används nyckelkomponenter i Ethernet -tekniken i industriella kontrollfältbussar, vilket driver utvecklingen och utvecklingen av hela tillverkningsekosystemet.
Faktum är att traditionell Ethernet-teknik och TCP/IP-protokollet har använts under många år inom tillverkningsindustrin för företags- och butiksgolvinformationssystem och hanteringssystem för produktionsverksamhet, men sällan för interaktion och kommunikation av kontrolldata och information inom faktiska maskiner och produktionslinjer.
Maskinstyrenheten själv (t.ex. PLC, IPC ...) och dess anslutning till ställdonet (t.ex. Drive, Motor ...). etc.) och dess interaktion med ställdon (t.ex. enheter, motorer ...) Kommunikationen mellan själva maskinkontrollen (t.ex. PLC, IPC, etc.) och dess ställdon (t.ex. enheter, motorer ...) och sensorer kräver alltid den Användning av en deterministisk fältkontrollbuss. Med hjälp av det traditionella TCP/IP-protokollet kan de deterministiska kraven i realtid för kommunikation från maskinstyrningen till sensorer och ställdon kan realiseras och uppfyllas, så det är inte lämpligt för användning som kontrollskiktsbuss för industriutrustning.
Men inom tillverkningsindustrin i utrustningen ser maskinbyggare (t.ex. de som bygger CNC -maskiner, halvledarenheter ...) återanvändning av TCP/IP som en kontrolllagerbuss. Maskinbyggare inom utrustningsindustrin (t.ex. de som gör CNC-maskiner, halvledarutrustning, ...) ser dock värdet i återanvändning av hårdvarukomponenter i en TCP/IP-baserad nätverksinställning. Detta beror på att den explosiva tillväxten på internet har skapat en allmänt vanlig teknisk standard för Ethernet -kommunikationskomponenter (t.ex. kort, kablar, kontakter ...). Eftersom den explosiva tillväxten på Internet har skapat en allmänt vanligt teknisk standard för Ethernet -kommunikationskomponenter (t.ex. kommunikationskort, kablar, kontakter, ...) har kostnaden för dessa nätverksgränssnittskort (NIC) och TCP -kablar minskat till dramatiskt till att reduceras till En bråkdel eller till och med några tiondelar av kostnaden för traditionella industriella fältbusskablar och datainsamlingskort (DAQ -kort). Som ett resultat kommer återanvändning av denna typ av Ethernet -hårdvara att hjälpa organisationer att uppnå betydande ekonomiska besparingar jämfört med traditionella, dedikerade FieldBus -konfigurationer i industrin.
Den ekonomiska effekten av att använda Ethernet som fältbus är obestridlig, eftersom Ethernet -komponenter kan hjälpa till att åstadkomma betydande systemkostnadsminskningar och samtidigt vara mycket mångsidiga.
Till exempel, med en egen Fieldbus, skulle en robottillverkare behöva köpa hela O & C -systemkomponenterna från en enda leverantör: specialiserade I/O -kort, servo -enheter, motorer, dyra kablar, kontakter ... och så vidare. etc.
Med standard Ethernet-baserade kommunikationsprotokoll kan I/O-kort ersättas av generiska Ethernet-gränssnitt, dedikerade busskablar kan ersättas av generisk CAT5 (kategori 5 tvinnade par) kablar och kostnaden för servo-drivsystem kan minskas avsevärt om Nätverksstandard stöder flera leverantörer.
Samtidigt kommer att ansluta komponenterna i maskinsystemet med Ethernet också att bli enklare. Till exempel kommer användningen av generiska CAT5 -kablar, liknande de som används för nätverkshem/kontorsdatorer, att göra det enklare att hantera och underhålla utrustning än användningen av komplexa, specialiserade busskommunikationskablar för enhetskontroller och elektriska komponenter. Det här är bara några av de ekonomiska fördelarna med Ethernet -teknik.
Branschen insåg snabbt att även om TCP/UDP/IP-protokollen inte kunde tillhandahålla det deterministiska svaret i realtid som krävs av industriella kontrollsystem, kan allestädes närvarande och billiga Ethernet-hårdvara, inklusive nätverksgränssnittskort (NIC) och CAT5 Ethernet-kablar, vara Används för att tillhandahålla den nödvändiga infrastrukturen för nätverk av industriella kontrollsystem, inklusive användning av Ethernet -kablar och NIC: er, och användningen av CAT5 -kablar för nätverk av industriella kontrollsystem. Emellertid kan allestädes närvarande och billiga Ethernet-hårdvara, inklusive nätverksgränssnittskort (NIC) och CAT5 Ethernet-kablar ... användas i industriella utrustningssystem för att ge det realtid svar som behövs för kontrollapplikationer.
Det som behövs är ett nytt kommunikationsprotokoll i realtid som använder hårdvaran fysisk lager av Ethernet, men också tillåter enhetskontrollern att ansluta och kommunicera med alla sensorer och ställdon i enheten med realtidssäkerhet.
Sedan början av seklet har de ledande industriella automatiseringstillverkarna introducerat minst fem olika realtidsindustriella Ethernet-kommunikationsprotokoll, såsom Ethernet/IP, Ethercat, PowerLink, Propinet och Sercos III ... för att nämna några. ... och så vidare. De befordras alla som "standarder" och påstår sig återanvända Ethernet-protokoll eller Ethernet-hårdvara och lovar att minska kostnaderna för att bygga realtidskontrollsystem för utrustning.
En av de främsta orsakerna till uppkomsten av så många "potentiella standarder" är att var och en har en tydligt annorlunda teknisk strategi för att återanvända Ethernet -hårdvarukomponenter (t.ex. nätverksgränssnittskort och CAT5 -kablar), vilket inte bara dramatiskt minskar kostnaden för utrustningen och förbättrar maskinens prestanda, men möjliggör också överföring och interaktion mellan information och data på ett sätt som stöder realtidskontroll. Överföring och interaktion för att stödja deterministiska applikationer i realtid.
Kanske en annan anledning till samexistensen av flera potentiella "standard" Ethernet -protokoll är att dessa ledande industriella automatiseringsleverantörer försöker använda Ethernet -teknik för att spara på den totala kostnaden för deras systemlösningar. Genom att utvidga sin produkt "standarder" till Ethernet får kunderna en viss fördel och värde från Ethernet -teknik, men på lång sikt förblir de inlåsta i tillverkarens proprietära nätverk.
Dessutom hjälper uppkomsten av nya protokoll användare att använda Ethernet -teknik för att bryta igenom den befintliga prestandan och kostnaden för deras utrustning. Samtidigt kommer maskinbyggare som använder rätt realtid Ethernet FieldBus Standard också att kunna få en mycket betydande konkurrensfördel när det gäller pris/prestanda jämfört med någon annan traditionell industrifältbus.
Detta kanske emellertid inte är så viktigt för maskinbyggare och utrustningsanvändare längre, för efter alla dessa år av marknadsföring och popularisering av industriell Ethernet -teknik och produkter är utmaningen för användare inte längre att välja mellan traditionella industriella kontrollbussar och industriella Ethernet, Men att möta den hårda konkurrensen mellan för många industriella Ethernet -protokoll och standarder på en komplex och trångt marknad. I stället, på en komplex och trångt marknadsplats, med så många industriella Ethernet -protokoll "standarder" som tävlar med varandra och erbjuder olika värden och fördelar, är det svårt att veta vilken "standard" som är rätt att välja. Att anta fel (olämpligt) protokoll som standard kan innebära onödiga kostnader och offra konkurrensfördel på grund av minskad prestanda.
I alla diskussioner om industriellt Ethernet i realtid finns det några till synes enkla fakta som ofta förbises. Valet av en nätverksprotokollstandard handlar inte bara om hårda tekniska specifikationer och attribut, såsom prestanda och överföringshastighet ... Det bör också inkludera mjuka mätvärden och parametrar för applikationsupplevelsen, såsom användarvänlighet, öppenhet, oberoende, risk Undvikande, konsistens, interoperabilitet, långsiktig tillgänglighet och systemfördelningsegenskaper .... Dessa faktorer, när de kombineras, bestämmer om ett protokoll eller "standard" kommer att erkännas av användare eller bli utbredd på marknaden.