下一波浪潮:Web协议

Ridgeview Industries三家工厂的设备操作员在每班结束时尽职尽责地输入他们的生产数字，这项任务需要10到15分钟。虽然自动化组装工厂里分散着50 ~ 60台个人电脑(pc)，但有时员工们还得等同事录入完数据。

这些信息为管理者提供了产量的平均值，但他们无法实时看到数据，也无法知道一台机器在一个班次中使用了多长时间。管理层需要更多的即时数据，以及一种更自由地共享这些即时数据的方法。该解决方案来自一项技术，该技术已获得全球认可，成为即时通信的便捷途径。

“对更精确数据的需求驱使我们转向以太网和TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)。这使得以标准格式显示数据成为可能，任何人都可以从任何地方看到，并迅速了解正在发生的事情，”特里克鲁格说，他是密歇根州大急流城Ridgeview的高级控制工程师。该公司为汽车和家具行业提供机器人焊接和冲压。

直接从设备上收集数据不仅使操作人员从繁琐的数据输入中解脱出来，而且还为管理人员提供了每台机器输出的实时信息。这也为植物开辟了更多的空间。“地板上的大多数个人电脑都消失了，”克鲁格说。

越来越多的公司采用互联网协议来收集和共享工厂车间设备的数据，Ridgeview就是其中之一。通过在制造环境中接受以太网，向TCP/IP、可扩展标记语言(XML)和其他互联网协议的迁移得到了促进。这种对标准化通信的推动也使高管、财务经理和其他人员更容易在整个企业内共享数据。

对主流

几年前，工业领域开始向互联网协议过渡，但它仍在从早期采用者向更广泛的存在发展。“这并不常见，但也不再是前沿技术。显然，所有的自动化供应商都在朝着这个方向发展，所以我毫不怀疑它将占据主导地位，”波士顿Harbor Research的董事马克•克内布希(Mark Knebusch)表示。

这种情绪在包括机器人在内的许多领域都有体现。“我们已经使用XML好几年了。我希望它能成为事实上的标准。它具有很强的适应性，所以一个版本可以与另一个版本对话，”俄亥俄州西卡罗尔顿市摩托曼公司的个人电脑软件经理格雷格·韦伯说。

互联网协议已经变得非常流行，以至于它们被包含在许多新产品中。想要跟上时代的用户现在有了更多的动力去完成转换，如果他们还没有的话。“如果你想要最新、最强大的软件来完成最奇特的控制技巧，你必须在以太网上，”加利福尼亚州Temecula的自动化供应商Opto 22的发言人大卫·克伦普(David Crump)说。

随着时间的推移，这变得越来越简单。尽管以太网和web相关技术正在取得重大进展，但今天的大多数应用程序仍然是定制的升级，在各种设施中处理。但是越来越多的产品正在集成TCP/IP和其他与web相关的方案。Crump补充说:“验收的关键是当模块开始出现在设备中时，所以公司不必添加它。”

虽然所有的技术一旦被嵌入到硬件中，就会发展得更快，但Krueger指出，部署没有内置以太网和TCP/IP的模块不再是一件大事。“如果我们得到一个没有转换器的新设备，从RS-232到以太网只需要8到9分钟的时间来设置。该协议实施起来非常简单，最大的挑战是找到显示数据的方法。”

前进

这些模块正变得越来越普遍。例如，总部位于加州尔湾的Triconex公司最近推出了一种通信模块，可以将其安全仪表系统和分布式控制系统连接起来，而不会影响安全性或安全性。它集成了嵌入式OPC服务器(OPC是一种开放通信协议)和Modbus TCP/IP，支持完整的TCP/IP和路由功能，可以在本地或广域网上进行通信。

随着技术的成熟，聪明的设计工程师正在研究如何使用这些协议以更少的资源做更多的事情。产品和标准都是如此。在标准环境中，运动控制最近被添加到Profinet现场总线架构中，允许设备设计人员使用Profinet设置和控制多达150个运动轴，延迟时间小于5毫秒。

“神奇的是，TCP/IP和运动控制可以存在于同一条线上。运动控制和以太网不需要单独的总线，”总部位于亚利桑那州斯科茨代尔的Profinet贸易组织的营销总监卡尔·亨宁说。

在产品方面，TCP/IP和其他迭代正在得到扩展使用。随着诸如无线通信之类的新技术的出现，它们理所当然地将互联网协议纳入其中。

“随着传感器转向ZigBee等低带宽无线链路，我们看到越来越多的传感器要求使用互联网协议，”位于加州尔湾的网络产品提供商Lantronix的高级产品营销经理马克·普劳滕(Mark Prowten)说。

ZigBee(一种无线网络规范)的许多供应商认为，ZigBee将用于将传感器和其他技术连接在一起，特别是在无需电线即可轻松安装电池供电产品的应用中。

睡个好觉

使用TCP/IP和以太网的好处包括简化与前台系统的通信，前台系统已经使用互联网协议多年。“以标准方式收集数据确实有好处。大多数制造商都意识到，将地板自动化骨干与企业骨干结合起来确实有好处。”

高层管理人员喜欢增加的可见性，工程师喜欢互联网接入提供的额外睡眠。“我们可以在任何地方进行通信，甚至可以在家里进行故障排除。这样一来，当出现问题的时候，我就不用开40分钟的车去工厂了，当问题发生在凌晨3点的时候，这真是太好了。我只需登录，看看发生了什么，然后告诉别人该按哪个开关，”克鲁格说。

虽然现在从任何位置登录都变得更简单，但与位于远程建筑物的其他制造操作的通信也变得简单得多。大多数用于工厂自动化的旧网络都是为相当短的距离设计的。但是以太网使位于校园内的建筑物之间的通信成为可能。“能够利用以太网的带宽有一个巨大的优势。它可以通过广域网连接到其他设施，”Prowten说。

虽然这种转变有很多好处，但许多供应商认为现有的网络方案和协议将在很长一段时间内继续存在。运行良好的现有设备不会被移除。那些想要延长设备寿命的人可以执行从其他技术到互联网协议的转换。

“许多客户已经在专有系统上花费了数万甚至数十万美元。他们不想改变一切，但他们仍然希望将这些设备与公司的骨干联系起来，”普劳滕说。

位于明尼苏达州明尼通卡(Minnetonka)的Digi International公司工程副总裁乔尔·杨(Joel Young)说:“一旦这种设备被指定，它就会在很长一段时间内被指定，但它仍然需要沟通。”美国的设备网络产品供应商。“现场总线还需要一段时间。如果他们愉快地向前移动，他们可能不会改变，”杨说。

一些供应商认为，随着产品开始采用IEEE 1588(今年早些时候完成的电气和电子工程师协会标准)，现场总线的任何理由都将消失。“它使以太网看起来像一个现场总线。随着IEEE 1588的出现，现场总线将逐渐消失。

他解释说，该标准提供了已知的延迟时间，在消息上加上时间戳，这样就可以精确地确定传递时间。这将消除当前版本的互联网技术可能出现的问题。“由于TCP/IP的设置方式，重新传输错误消息，您可以看到在关键应用程序中导致问题的延迟，”Young观察到。

然而，如果真的过渡到1588年，将需要几年的时间。在那之前，许多用户会想要坚持使用他们已经熟悉的技术，坚持“如果它没有坏，就不要修理它”的格言。

“许多公司已经(指定)协议，并购买了嵌入plc(可编程逻辑控制器)、电机驱动器和其他产品的技术。他们希望在设备端使用专有协议，同时仍然能够将数据发送到另一端的网络。”

没有病毒

虽然互联网协议正在大举进入工厂，但互联网本身并没有取得类似的成功。在国内或国际上拥有远程站点的公司很少在生产级别上使用Web进行通信。

相反，它们通常依赖于内部网，因为它们对工厂车间使用的关键数据的交付有更多的控制。在这些病毒和拒绝服务攻击的日子里，互联网不是最值得信赖的地方。“大多数人不使用互联网。汽车制造商不希望一条生产线因为互联网问题而停工。

互联网协议的几个潜在问题之一是在软件层次结构的下一步。“我们在5到10年前就有过现场总线大战。现在，战斗发生在应用层。你会继续遇到这样的情况:工厂将在TCP/IP之上运行多个控制协议，但大多数情况下是在单独的子系统中，”Harbor的Knebusch预测道。

欲了解更多信息，请搜索关键词“互联网协议”和“TCP/IP”www.myenum.com．

请参阅本文的侧栏:大回报