关于工厂车间以太网需要了解的7件重要事情

以太网在办公应用中无处不在,也越来越多地部署在工业应用中。这本必读指南概述了成功设计,配置和维护工业以太网系统需要知道的七个关键点。

Aw 2585功能

1.网络布局的关键不是将办公室拓扑带到工厂层,而是使用以太网实现工厂和机器拓扑。



办公室以太网基础设施通常基于商业级产品,这些产品意味着位于温度控制的环境中,以及围绕大型星形拓扑设计的以太网交换机。然而,工业以太网体系结构会考虑环境条件的差异,并添加高速冗余等特性。工业网络根据工厂环境使用不同的拓扑结构(星形、环形、树形和/或线形)。还需要屏蔽电缆,金属连接器和具有更高温度和振动规格的设备。工业以太网交换机和组件是由支持自动化系统的人员配置和维护的。


2.关于以太网最重要的一点是,它只是一根电线;您需要一个工业协议来运行自动化规范。



IEEE 802.3以太网标准定义了以太网帧的布线、媒体访问规则和结构。尽管使用基于此标准的通信的不同设备可以在同一网络上共存,但这些设备必须使用相同的协议或“通信语言”才能相互通信。PROFINET是专为工业应用而设计的通信协议,提供分布式I/O,机器对机器连接,机器安全和运动控制所需的功能。


3.吞吐量的关键不在于网络有多快,而在于数据到达所需位置的速度和可预测性有多快。

吞吐量确实是决定网络速度的关键因素。

吞吐量是指在给定时间段内可以通过网络传输的数据量。只有通过缩短通信栈中的周转时间才能提高网络的性能。PROFINET在为工厂车间设计的网络中实现了最大吞吐量,具有确定性和可靠的通信。PROFINET栈的周转时间比标准以太网TCP/UDP实现快10倍以上。PROFINET通过利用以太网实时通道实现了这一壮举,用于需要速度和确定性的时间关键应用,同时使用标准TCP/IP通道进行配置、诊断、网络路由和“批量数据传输”通信


4.网络配置的关键不在于设置有多容易,而在于只需编写多少程序就可以使其运行。



在建立设备之间的通信关系时,PROFINET使用配置方法而不是编程方法。由于采用面向对象的方法,配置设备之间的互连,而不是编程和调试通信,系统集成商和最终用户确认减少了25%的工程时间和调试。这种改进的一个关键因素是PROFINET配置工具能够自动计算网络利用率以指定系统范围的扫描速率。


5.工业以太网的关键不在于它是否支持您现在需要的应用程序,而在于相同的以太网是否支持您将来的所有应用程序。



今天的制造商已经通过减少专用和专有网络和接口的数量实现了价值。然而,这种实现通常以分阶段的方式进行。PROFINET允许客户在一个以太网网络上以自己的速度实现一个完全集成的自动化解决方案,该网络支持不同的控制原则,如点对点通信、分布式I/O、机器安全、运动控制和数据采集。PROFINET还准备处理垂直集成的要求。一个例子是将生产数据无缝集成到业务系统(如企业资源规划系统)的趋势,允许通过以太网连接到工厂车间轻松收集生产产量,指标和其他生产力指标。



6.工业以太网的关键问题不在于它是否支持以太网,而在于它如何与已经实现的网络和来自不同供应商的机器集成。



由于PROFINET与标准以太网交换机一起工作,并利用TCP/IP协议套件,因此基于PROFINET的系统可以连接到整个自动化网络,而不需要高端交换机或IGMP snooping和VLAN等特殊功能。PROFINET不仅允许网络连接,还允许多个供应商的产品和系统之间的通信。PROFINET基于组件的自动化概念通过利用XML的开放技术来简化接口,将整个机器表示为一个组件,独立于内部的控制系统。然后,工程工具通过图形界面连接组件并配置机器之间的通信。


7.工业以太网成本的关键不是组件的成本,而是工程、安装和维护的成本。



PROFINET和工业以太网组件利用OPC和SNMP等IT技术来监控和显示网络状态。此外,PROFINET的诊断功能提供了将网络状态直接纳入自动化系统的能力,其中可能包括PLC, SCADA和HMI系统。通过允许从一个中心位置完成所有操作,这简化了配置和故障排除。

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