根据最近的一项独立调查，机器制造商、制造商和系统集成商继续将他们的工业自动化从硬连线离散和模拟信号安装迁移到基于以太网的网络I/O。¹在过去的十年中，他们认识到并充分利用了基于以太网的系统所带来的成本和劳动力的降低，以及更快的故障排除所带来的正常运行时间的延长。
在所有参与构建和实现下一代机器的小组中，高速网络和兼容硬件的可用性的重要性是给定的。即使是DeviceNet、Profibus、as -i和Modbus等现场总线网络的长期用户也开始转向基于以太网的网络。其原因令人信服:降低了劳动力成本，为整台机器标准化了一种网络媒体类型，更少的布线错误，更小的主机面板，以及更高的吞吐量
欧姆龙工业自动化高级应用工程师Jay Hughes表示，向网络化远程I/O的过渡始于三、四年前，并正在迅速从传统的现场总线网络向以太网/IP、EtherCAT和PROFINET等基于以太网的网络转变。
“人们传统上使用DeviceNet进行构建，并且用户和开发人员的基础仍在继续这样做。然而，以太网/IP发展势头强劲，在新应用中取代了一些DeviceNet进行I/O通信。”Hughes指出。
从传统的现场总线网络迁移到基于以太网的拓扑结构的优势是相当大的:
•降低布线成本
以太网电缆比大多数其他电缆选择便宜得多。
•减少接线错误
预端接的以太网电缆更容易使用，并且更不容易出现接线错误或不正确的网络电源设计，从而减少了导致机器延迟交付的低效率。
•基础设施标准化
以太网/IP I/O和PROFINET I/O都被设计为与以太网基础设施上的其他协议共存，因此机器制造商只需要运行一个以太网网络来支持远程I/O, hmi, Safety, Motion和SCADA软件。
“根据我的经验，80%到85%的机器制造商都在使用某种分布式、网络化的I/O解决方案，”Hughes说。“有许多网络可用，网络I/O解决方案正在降低成本。对于OEM来说，降低劳动力成本仍然是最重要的，因此他们发现，提前购买联网产品比之后花时间为非联网解决方案布线要便宜得多。”
其他因素包括材料和物理成本。铜的成本在过去两年中上涨了近70%，这使得购买电线变得更加昂贵。电线的高成本促使人们使用远程网络I/O解决方案，使他们能够将众多的I/O电线合并成一条网线。此外，使用更小的控制面板的能力是重要的。更大的面板成本更高，所有客户都希望机器具有更小的占地面积和增加的功能，以减少面板尺寸。减小控制柜的尺寸成本更低，也减少了客户的占地面积。许多制造工厂正试图增加设备密度——在一个给定的空间里放置更多的机器。
休斯说:“我看到制造商重新配置了巨大的工厂地板，以提高地板上机器的密度。“这些制造商希望建筑商减少机器的占地面积。”
产品的影响
在向远程网络I/O平台转移的同时，产品级别也发生了变化。例如，从由数字和模拟信号控制的运动控制产品(例如，伺服系统，变频驱动器)转变为在EtherCAT, Sercos或Mechatrolink等更快的运动控制网络上控制。运动技术的这种变化为机器制造商提供了许多优势:
1.提高机器/运动性能的水平。通过使用运动控制网络可以完成协调运动控制，使机器制造商能够创建具有更大吞吐量能力的机器，并减少机器启动期间的产品报废。通过EtherCAT的协调运动控制可以实现更大的机器吞吐量。例如，这个基于以太网的网络能够在276微秒内更新40个运动轴，并在一微秒内实现同步的可重复性。
2.提供更好的诊断。当运动控制产品在运动网络上时，任何警告，错误或其他异常都可以实时传达给当地操作员，主管，维护人员或其他负责机器操作和维护的人员。此通知可以像在本地HMI上向电子邮件或文本消息发送消息一样简单。此外，如果机器连接到互联网，机器制造商可以从世界任何地方访问他们的机器。这使得机器制造商可以远程实时观察问题，甚至可以从远程位置采取纠正措施。
3.允许更快的设置。通过自动节点识别简化了网络配置，同时使多个远程轴更容易调试，因为不再需要在机器周围走动来插拔电缆。现在，在调优每个节点之后保存配置的过程要快得多。
积极的工厂层面影响
上述变化特别明显的一个细分市场是汽车，一级和二级供应商正在应对需求的变化。随着经济的持续复苏，这些供应商看到了产量的增加。在经济崩溃期间，主要汽车制造商大幅放慢了生产速度;这种情况并没有停止，但他们从供应商那里预购的数量明显下降。现在，订单正在显著增加。
另一个关键指标是包装行业，机器制造商不断要求降低机械成本。分布式I/O解决方案和传统的直接连接解决方案之间的前期成本是经过仔细审查的，因为分布式解决方案的硬件可能有点贵，但制造成本大大降低，从而使规模向分布式I/O的方向倾斜。
Hughes说:“在机器制造商中，我们看到，当使用分布式I/O和智能控制运动产品时，他们制造和运输设备的成本降低了10%到15%。”
诸如此类的数字无疑将推动工业自动化高性能的增长势头。
注:
1.Morse, John(2011)，“工业以太网用户有他们的发言权，”工业以太网书，第64/40期。
