W ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci Ethernet Technology zmienia się w branże w różnych obszarach, od wczesnych dni lokalnych, po późniejsze sieci szerokopasmowe, po dzisiejszy Internet. A teraz kluczowe komponenty technologii Ethernet są wykorzystywane w branżach kontrolnych przemysłowych, napędzając ewolucję i ewolucję całego ekosystemu produkcyjnego.
W rzeczywistości tradycyjna technologia Ethernet i protokół TCP/IP są używane od wielu lat w branży produkcyjnej dla przedsiębiorstw i systemów informatycznych sieciowych i systemów zarządzania operacją produkcyjną, ale rzadko do interakcji i komunikacji danych kontrolnych i informacji W rzeczywistej maszynach i liniach produkcyjnych.
Sam kontroler maszyny (np. Plc, IPC ...) i jego połączenie z siłownikiem (np. Napęd, silnik ...). itp.) oraz jego interakcja z siłownikami (np. Drives, silniki ...) komunikacja między samym kontrolerem maszyny (np. PLC, IPC itp.) A jego siłownikami (np. Drives, silniki ...) i czujniki zawsze wymagają użycie deterministycznej magistrali sterowania pola. Korzystając z tradycyjnego protokołu TCP/IP, w czasie rzeczywistym deterministyczne wymagania dotyczące komunikacji od kontroli maszyn do czujników i siłowników nie mogą być realizowane i spełnione, więc nie jest on odpowiednia do użytku jako magistrala warstwy kontrolnej dla urządzeń przemysłowych.
Jednak w branży produkcji sprzętu budownicze maszyn (np. Ci, którzy budują maszyny CNC, urządzenia półprzewodnikowe ...) postrzegają ponowne wykorzystanie TCP/IP jako magistrali warstwy kontrolnej. Jednak budowniczowie maszyn w branży produkcji sprzętu (np. Te tworzące maszyny CNC, sprzęt półprzewodnikowy, ...) widzą wartość w ponownym użyciu komponentów sprzętowych w konfiguracji sieciowej opartej na TCP/IP. Wynika to z faktu, że wybuchowy wzrost Internetu stworzył zasadniczo powszechny standard techniczny dla komponentów komunikacyjnych Ethernet (np. Karty, kable, złącza ...). Ponieważ wybuchowy rozwój Internetu stworzył szeroko powszechny standard techniczny dla komponentów komunikacyjnych Ethernet (np. Karty komunikacyjne, kable, złącza, ...), koszt tych kart interfejsów sieciowych (NICS) i kabli TCP został dramatycznie zmniejszony Ułamek, a nawet kilka dziesiątych kosztów tradycyjnych kabli pola przemysłowego i kart akwizycji danych (karty DAQ). W rezultacie ponowne wykorzystanie tego rodzaju sprzętu Ethernet pomoże organizacjom osiągnąć znaczne oszczędności ekonomiczne w porównaniu z tradycyjnymi, dedykowanymi konfiguracją terenową w branży.
Wpływ ekonomiczny używania Ethernet jako w polu jest bezdyskusyjny, ponieważ komponenty Ethernet mogą pomóc w zmniejszeniu znacznych redukcji kosztów systemu, a jednocześnie jest bardzo wszechstronny.
Na przykład, z zastrzeżonym feldbus, producent robota musiałby kupić całe komponenty systemowe O&C od jednego dostawcy: wyspecjalizowane karty we/wy, napędy serwomechanizmu, silniki, drogie kable, złącza ... i tak dalej. itp.
Dzięki standardowym protokołom komunikacyjnym opartym na Ethernet karty we/wy można zastąpić ogólnymi interfejsami Ethernet, dedykowane kable magistrali można zastąpić kablami ogólnymi CAT5 (pokręcona para kategorii 5), a koszt systemów napędu serwo można znacznie zmniejszyć, jeśli jest znacznie zmniejszone, jeśli Network Standard obsługuje wielu dostawców.
Jednocześnie podłączenie komponentów systemu maszynowego za pomocą Ethernet również stanie się łatwiejsze. Na przykład zastosowanie ogólnych kabli CAT5, podobnych do tych używanych do tworzenia sieci domowych/biurowych, ułatwi zarządzanie i utrzymaniem sprzętu niż korzystanie z złożonych, wyspecjalizowanych kabli komunikacyjnych do kontrolerów urządzeń i elementów elektrycznych. To tylko niektóre z ekonomicznych korzyści z technologii Ethernet.
Przemysł szybko zdał sobie sprawę, że chociaż protokoły TCP/UDP/IP nie mogą zapewnić deterministycznej reakcji w czasie rzeczywistym wymaganym przez systemy kontroli przemysłowej, wszechobecne i tani sprzęt Ethernet, w tym karty interfejsu sieciowego (NICS) i CAT5 Ethernet, mogą być Służy do zapewnienia niezbędnej infrastruktury do tworzenia sieci systemów kontroli przemysłowej, w tym korzystania z kabli i NICS Ethernet, a także korzystanie z kabli CAT5 Networking systemów kontroli przemysłowej. Jednak wszechobecny i tani sprzęt Ethernet, w tym karty interfejsu sieciowego (NICS) i CAT5 Ethernet ... mogą być używane w systemach sprzętu przemysłowego, aby zapewnić odpowiedź w czasie rzeczywistym potrzebnym do aplikacji kontrolnych.
Potrzebny jest nowy protokół komunikacji w czasie rzeczywistym, który wykorzystuje sprzętową warstwę fizyczną Ethernet, ale także umożliwia kontrolerowi urządzenia łączyć i komunikować się ze wszystkimi czujnikami i siłownikami w urządzeniu z pewnością w czasie rzeczywistym.
Od początku stulecia wiodący producenci automatyki przemysłowej wprowadzili co najmniej pięć różnych protokołów komunikacji przemysłowej w czasie rzeczywistym, takich jak Ethernet/IP, Ethercat, PowerLink, Profinet i Sercos III ... żeby wymienić tylko kilka. ... i tak dalej. Wszystkie są promowane jako „standardy”, twierdząc, że ponownie wykorzystują protokoły Ethernet lub sprzęt Ethernet i obiecując zmniejszyć koszty budowania systemów sterowania w czasie rzeczywistym dla sprzętu.
Jednym z głównych powodów pojawienia się tak wielu „potencjalnych standardów” jest to, że każdy ma wyraźnie inne techniczne podejście do ponownego wykorzystania komponentów sprzętowych Ethernet (np. Karty interfejsu sieciowego i kabli CAT5), które nie tylko dramatycznie obniża koszt sprzętu sprzętowego i poprawia wydajność maszyny, ale także umożliwia transmisję i interakcję informacji i danych w sposób obsługujący kontrolę w czasie rzeczywistym. Transmisja i interakcja w celu obsługi deterministycznych zastosowań w czasie rzeczywistym.
Być może kolejnym powodem współistnienia wielu potencjalnych „standardowych” protokołów Ethernet jest to, że wiodący dostawcy automatyzacji przemysłowej próbują wykorzystać technologię Ethernet, aby zaoszczędzić na całkowitych kosztach rozwiązań systemowych. Rozszerzając „standardy” produktu na Ethernet, klienci zyskują pewną przewagę i wartość z technologii Ethernet, ale na dłuższą metę pozostają zamknięci w sieci zastrzeżonej producenta.
Ponadto pojawienie się nowych protokołów pomaga użytkownikom wykorzystać technologię Ethernet w celu przełamania istniejącej wydajności i kosztów ich sprzętu. Jednocześnie budowniczowie maszyn, którzy przyjmują odpowiedni standard Ethernet FieldBus w czasie rzeczywistym, będą również w stanie uzyskać bardzo znaczącą przewagę konkurencyjną pod względem ceny/wydajności w porównaniu z innymi tradycyjnymi przemyśleami.
Może to jednak nie być już tak ważne dla budowniczych maszyn i użytkowników sprzętu, ponieważ po tylu latach promocji i popularyzacji technologii i produktów przemysłowych Ethernet, wyzwaniem dla użytkowników nie jest już wybór między tradycyjnymi autobusami kontroli przemysłowej a przemysłowym Ethernetem, Ale aby zmierzyć się z zaciętą konkurencją między zbyt wieloma protokołami i standardami przemysłowymi Ethernet na złożonym i zatłoczonym rynku. Zamiast tego, na złożonym i zatłoczonym rynku, z tak wieloma przemysłowymi protokołami Ethernet „standardami” konkurującymi ze sobą i oferującymi różne wartości i zalety, trudno jest wiedzieć, który „standard” jest odpowiedni do wyboru. Przyjęcie niewłaściwego (nieodpowiedniego) protokołu jako standardu może oznaczać niepotrzebne koszty i poświęcenie przewagi konkurencyjnej ze względu na zmniejszoną wydajność.
We wszystkich dyskusjach na temat industrialnego Ethernet w czasie rzeczywistym istnieją kilka pozornie prostych faktów, które są często pomijane. Wybór standardu protokołu sieciowego nie dotyczy nie tylko twardych specyfikacji technicznych i atrybutów, takich jak wydajność i szybkość transmisji ... powinien również zawierać miękkie wskaźniki i parametry wrażenia aplikacji, takie jak łatwość użycia, otwartość, niezależność, ryzyko, ryzyko, ryzyko Unikanie, spójność, interoperacyjność, długoterminowa dostępność i charakterystyka rozmieszczenia systemu .... W połączeniu czynniki określają, czy protokół lub „standard” zostaną rozpoznane przez użytkowników, czy stają się szeroko rozpowszechnione na rynku.