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【中國智能制造網(wǎng) 本站原創(chuàng)】近年來，隨著工業(yè)自動化、智能化需求的提出，工業(yè)以太網(wǎng)迎來了發(fā)展，從商業(yè)應(yīng)用到工業(yè)自動化，以太網(wǎng)經(jīng)歷了技術(shù)的發(fā)展和突破，未來只要解決行業(yè)發(fā)展中的一些缺陷，就能為工業(yè)控制領(lǐng)域帶來更多活力。
所謂工業(yè)以太網(wǎng)，既在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)相兼容，在產(chǎn)品設(shè)計上，通過對材質(zhì)、強度、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議等的考慮，以滿足工業(yè)現(xiàn)場適用性、實時性、穩(wěn)定性、安全性、可操作性等方面的需求的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)。
當(dāng)前，隨著工業(yè)自動化、智能化發(fā)展趨勢的日漸顯露，以PLC、工業(yè)軟件、工業(yè)機(jī)器人等為代表的工業(yè)設(shè)備產(chǎn)業(yè)市場獲得了迅速壯大，為了將這些設(shè)備構(gòu)成一個完整的自動化、智能化解決方案，急需一個網(wǎng)絡(luò)來對各組成部分進(jìn)行串聯(lián)。因此，在工廠設(shè)備、系統(tǒng)集成，以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的需求驅(qū)動下，工業(yè)以太網(wǎng)迎來了發(fā)展和增長。
工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
近年來，“中國制造2025”戰(zhàn)略的提出和深入，帶動了一批智能工廠在各地的出現(xiàn)，在這些工廠中，自動化的生產(chǎn)是一方面，數(shù)據(jù)化的安全又是另一方面，兩方面的需求正好給了工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)揮數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備控制、安全監(jiān)控等功能的機(jī)會，讓工業(yè)以太網(wǎng)成為助力智能工廠高速、安全、節(jié)能運行的重要部分。
在這樣的情況下，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)以太網(wǎng)的市場發(fā)展速度一年勝過一年。截至2017年，工業(yè)以太網(wǎng)增長速度迎來新高，增長率高達(dá)22%，市場占有率也從前一年的38%提升到46%，市場發(fā)展呈現(xiàn)出一片飛速繁榮景象。
而在技術(shù)方面，快速以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，給工業(yè)以太網(wǎng)的非確定性問題帶了轉(zhuǎn)機(jī)，讓其通信確定性和實時性獲得有效提升，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也對工業(yè)以太網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性帶來保障。同時各種協(xié)議的出現(xiàn)，也滿足了工業(yè)以太網(wǎng)的互操作條件，解決了工業(yè)過程控制領(lǐng)域現(xiàn)場設(shè)備之間的實時通信問題。
當(dāng)前發(fā)展中主要問題
雖然在相關(guān)政策和智能工廠的助力下，工業(yè)以太網(wǎng)市場發(fā)展極為迅猛，相關(guān)技術(shù)也取得了不錯的突破，但其自身發(fā)展依然面臨困境。
一方面，工業(yè)以太網(wǎng)畢竟是從商業(yè)領(lǐng)域延伸過來的，實際應(yīng)用中必然存在一定的適用性問題，比如工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力要求就比商業(yè)領(lǐng)域更高，商業(yè)領(lǐng)域能有效應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域很可以造成波動或信息丟失。此外，工業(yè)以太網(wǎng)的穩(wěn)定性、時效性、可操作性等方面都有待進(jìn)一步的改進(jìn)。
另一方面，標(biāo)準(zhǔn)化多協(xié)議一直是困擾工業(yè)以太網(wǎng)的主要難題。作為新興行業(yè)的工業(yè)以太網(wǎng)，目前并沒有制定明確統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這就導(dǎo)致了發(fā)展過程中形成了多種不同的以太網(wǎng)技術(shù)，久而久之就構(gòu)成了不同的陣營。發(fā)展至今，已有Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT、Modbus-TCP、Ethernet POWERLINK等多種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，且每種產(chǎn)品協(xié)議的更迭速度也很快，多標(biāo)準(zhǔn)并存的局面在短期內(nèi)難以打破。
工業(yè)以太網(wǎng)自身技術(shù)尚不去說，單就多協(xié)議問題如果不能解決，長此以往不同標(biāo)準(zhǔn)之間的工業(yè)以太網(wǎng)將一直無法實現(xiàn)互聯(lián)互通，這必定會直接影響到整個行業(yè)的前進(jìn)，尤其是在信息化大時代下，信息無法實現(xiàn)融合交流將成為工業(yè)以太網(wǎng)的重大缺陷。
未來發(fā)展趨勢與前景
如今，憑借著應(yīng)用廣泛、價格低廉、通信速度快、軟硬件產(chǎn)品豐富、支持技術(shù)較為成熟等優(yōu)點，以太網(wǎng)已經(jīng)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的資源管理層和執(zhí)行制造層取得了廣泛應(yīng)用，且不斷呈現(xiàn)出向工業(yè)控制現(xiàn)場延伸的趨勢。
在此趨勢的實現(xiàn)過程中，一段時間內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)將與現(xiàn)場總線相結(jié)合，通過兩者的結(jié)合應(yīng)用為工業(yè)控制現(xiàn)場提供安全、穩(wěn)定、的網(wǎng)絡(luò)，待到技術(shù)和市場更加成熟后，終將對現(xiàn)場總線進(jìn)行完全取代。
總的來說，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間的通信已成大勢所趨，電工委員會等組織已經(jīng)起草了相關(guān)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，意在推動以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應(yīng)用，而我國各大院?？蒲袡C(jī)構(gòu)也已經(jīng)取得了相應(yīng)的技術(shù)突破，為以太網(wǎng)在工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間的通信應(yīng)用掃除了主要障礙。
未來，隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展成熟，工業(yè)以太網(wǎng)的實時性、安全性、不確定性也將得到更多改善，高性能低成本的工業(yè)以太網(wǎng)將會滲透到越來越多工業(yè)控制領(lǐng)域之中，持續(xù)為工業(yè)通信行業(yè)注入力量。同時，隨著工業(yè)以太網(wǎng)從管理層、制造層向控制現(xiàn)場不斷發(fā)展，其也將如人們賦予它的稱號“一網(wǎng)到底”一樣，對工業(yè)管理、生產(chǎn)、監(jiān)控實現(xiàn)真正的全面掌控。
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