工厂以太网成为主流

位于加拿大阿尔伯塔省卡尔加里的Crown能源技术公司需要建立一个网络来连接其在油田的所有石油设备。该公司的电气经理林庆基(ching Kee Lem，音译)将这些油田设备视为一个加工厂，尽管是一个非常分散的加工厂。Lem引入了总部位于卡尔加里的Advanced Measurements Inc.作为集成商，以及总部位于德克萨斯州奥斯汀的国家仪器公司(National Instruments Corp.)作为设备提供商。这三家公司共同创建了一个以太网网络，以集中连接分散的油田设备。

考虑到单个设备使用不同的控制，基于总线的专有网络是不可能的。相反，玩家选择以太网将不同的控制融合到一个开放标准的整体中。“我们的流程都是移动的。想象一下，一个加工厂被拆成小块，分布在油田里。“我们在那台设备上有许多不同的控制系统。我们正试图建立一个连接所有不同控制设备的指挥网络。”

选择以太网作为网络的原因有很多。“为我们的控制器标准化以太网有四个好处，”美国国家仪器公司的工业自动化和控制产品经理托德·沃尔特解释说。“首先，价格下降了，其次，通过以太网进行机器对机器的通信要容易得多。”他还指出，当网络是以太网时，交换部件更容易。其他好处包括通信网络本身。“有了以太网，你可以在一条电缆上共享不同类型的通信，而且它有更多的带宽，”沃尔特说。“你可以通过电缆发送更多的数据。”

以太网的成本节约也体现在团队对网络潜在硬件的分类中。莱姆说:“有了以太网，我们可以使用各种各样的硬件。“使用各种各样的硬件使我们更容易控制成本。”他指出，对于特定于总线的网络，客户必须使用特定于制造商的硬件，因此没有讨价还价的余地。

选择以太网的最后一个原因是，它在困难的环境中变得更加可靠，并且比几年前得到了更广泛的采用。“作为一家集成商，五年前我们并没有大量使用以太网，”Advanced Measurements的董事长兼创始人史蒂夫•康特克古德(Steve Conquergood)说。“在过去的几年里，我们已经看到以太网成为绝对的标准。有了以太网，我们可以选择十种不同的硬件。”他指出，现在他只在客户特别要求时才使用非以太网网络。

征服者指出，以太网对用户来说也更容易。“以太网具有高带宽，可以让许多人同时查看操作，”征服者说。“你可能有一个诊断技术人员，他只需要看到网络上发生的事情的特定视图。”维护团队可以在不干扰操作的情况下查看部分或整个网络。这使得维护人员可以创建一个工厂设备的恒定视图，因为该视图不会与工厂操作员争夺带宽。持续的监控使维护人员能够在潜在的部件故障发生之前看到它们。

低成本优势

以太网采用在过去两三年加速的最大原因是其相对较低的成本。以太网不仅比专有的自动化网络便宜，而且它的多路复用特性需要较少的布线，这是另一个省钱的地方。作为额外的成本优势，以太网很容易集成无线技术，从而允许工程师构建一个既包括直接电缆连接又包括无线信号的网络。

对于许多用户来说，在一根电缆上连接多个设备的能力足以让他们将网络决策转向以太网。“客户迁移到以太网工业网络的最大原因是降低成本，”弗吉尼亚州里士满Weidmuller集团的Weidmuller高级连接解决方案北美产品经理Francisco Tacoa说，“使用以太网，您可以利用多路复用技术并消除大量布线。在自动化系统中，50%的成本花在布线和连接上，而不是花在机器上。”

近年来以太网的广泛接受鼓励了更广泛的采用。“在工业环境中，以太网在过去三到四年已成为主流，”台湾先进自动化(Advanced Automation)的应用工程师帕特里克•达夫(patrick Dove)表示。“这是因为它已经为人们所熟悉，价格低廉，而且易于实施。”多芬赞扬了那些致力于使以太网易于使用的硬件供应商。通过硬件交换机和集线器的广泛应用，以太网已经成为主流。硬件公司已经为开发以太网协议付出了艰苦的努力。”

另一个成本节约来自于将工厂网络转换为以太网的便利性。“你不需要重组你的工厂来使用以太网，”Tom Edwards说，他是Opto 22的高级技术顾问，一家位于加州Temecula的自动化系统供应商。“你不需要重新连接你的网络。你只要拔掉设备的插头，然后重新插上，就可以使用以太网了。”他还指出，通过以太网很容易将工厂网络与商业网络分开。“你可以对以太网进行分段，这样工业网络就不会干扰商业网络。”

使用以太网升级

随着公司合并以及随后需要集成许多不同的遗留自动化系统，那些运行的自动化系统对可以合并各种硬件的网络具有很高的价值。一些工厂继续使用专有系统，因为那是他们的遗留系统。然而，随着他们升级网络，许多工厂运营商正在转向以太网。研华自动化的德夫说:“如果你的整个工厂都在使用Profibus，而你需要与硬件通信，那么继续使用Profibus是有意义的。”“但如果你有一条不与Profibus通信的新线路，以太网就是答案。”

多芬指出，以太网可以与任何现有的总线技术对话。以太网可用于与专有协议通信。您可以使用Interbus-to-Ethernet或Profibus-to-Ethernet。你可以将以太网桥接到任何专有协议上。”他指出，一些制造商使用以太网作为数据网关，从一种专有协议转换到另一种专有协议。虽然这是可行的，但多芬并不认为将以太网仅仅用作转换工具是对以太网潜力的最佳利用。“我见过制造商使用以太网与专有网络上的现有硬件通信，但这不是一种常见的做法，因为这会降低硬件的速度。”他认为以太网作为核心网络会更有效。

安全问题

开放标准网络(如以太网)的优点是易于使用。这也是它的缺点。如果操作人员很容易使用，那么对于那些不应该访问系统的人来说，它也很容易被破解。“安全需要整个行业的学习曲线。过程网络的整体方法是使用简单，操作员可以访问所有信息，”明尼阿波利斯霍尼韦尔自动化和控制解决方案高级网络工程师Tom White说。

工厂运营商喜欢开放网络的好处，所以他们倾向于谨慎对待安全问题。“在开放和安全之间存在着一种互让关系，”怀特说。“这变成了一个风险管理问题。您必须根据您的安全漏洞评估开放访问的优势。如果我们允许进入这个网络，我们是否会面临潜在的威胁?这种风险是可以接受的，还是我们需要做些什么来减轻这种风险?

“人们开始在创建网络时考虑到安全性。安全曾经是事后考虑的问题，可用性才是更重要的问题。”怀特指出，在安全成为工厂层面的问题之前，网络的设计是全天候运行，对所有人开放。“现在我们看到，随着恶意软件、蠕虫和病毒在IT(信息技术)领域发起攻击，人们对网络安全的担忧越来越大。”他指出，当员工从家里带来一些音乐并将其加载到工作电脑上时，这些问题往往会进入网络。

许多人认为，考虑到开放网络的诸多好处，安全问题是可以控制的。考虑到以太网的诸多优点，它在过去几年中成为首选的工厂网络协议也就不足为奇了。虽然成本是主要驱动因素，但节省成本的方式有很多。因为它可以容纳遗留系统，所以以太网可以用作集成不同硬件的普通协议。它很容易适应无线，它可以管理现有电缆上的大量数据流。缺点是它非常开放。当使用以太网时，工厂操作员将不得不防范安全漏洞。

欲了解更多信息，请搜索关键字“以太网”www.myenum.com

请参阅本文的侧边栏:无线支持以太网