下一波:网络协议

Ridgeview Industries三家工厂的设备操作员在每班结束时都尽职尽责地输入他们的生产编号，这项工作需要10到15分钟。虽然有50到60台个人电脑分散在自动化装配工厂，但员工有时不得不等待同事输入他们的数据。

这些信息给了经理们一个平均产出的数据，但他们不能看到实时数据，也不能知道机器在一个班次中使用了多长时间。管理层想要更多的即时数据，以及一种更自由地分享这些最新数据的方式。这一解决方案来自一种已获得全球认可的技术，它是一种随时可用的即时通信途径。

“对更精确数据的需求驱使我们使用以太网和TCP/IP(传输控制协议/Internet协议)。这使得以一种标准格式显示数据成为可能，任何人都可以在任何地方看到，并迅速了解发生了什么，”密歇根州大急流城Ridgeview的高级控制工程师Terry Krueger说。这家公司为汽车和家具行业提供机器人焊接和冲压。

直接从设备中收集数据不仅使操作人员从繁琐的数据输入中解脱出来，而且为管理人员提供了每台机器输出的实时信息，还为工厂开辟了更多的空间。“地板上的大部分电脑都不见了，”克鲁格说。

Ridgeview是越来越多采用互联网协议从工厂设备收集和共享数据的公司之一。在制造环境中接受以太网，促进了向TCP/IP、可扩展标记语言(eXtensible Markup Language, XML)和其他Internet协议的转移。这种标准化通信的推动也使高管、财务经理和其他人更容易在整个企业中共享数据。

对主流

在工业领域，向Internet协议的过渡在几年前就开始了，但它仍在从早期采用者向更广泛的存在过渡。“它并不常见，但已不再是前沿技术。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成为主导，”波士顿港湾研究公司(Harbor Research)董事马克•克内布希(Mark Knebusch)表示。

包括机器人在内的许多领域都有这种情绪。“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Motoman公司的PC软件经理格雷格·韦伯说。

互联网协议已经变得非常流行，以至于许多新产品都包含了它们。想要跟上潮流的用户现在有了额外的动力，如果他们还没有转变的话。加州Temecula的自动化供应商Opto 22的发言人大卫·克伦普说:“如果你想用最新、最强大的软件来实现最花哨的控制技巧，你必须使用以太网。”

随着时间的推移，这变得越来越简单。尽管以太网和与web相关的技术正在取得重大进展，但今天的大多数应用程序仍然是在各种设施中处理的定制升级。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。克伦普补充道:“验收的关键是何时开始在设备上出现模块，这样公司就不必再添加模块了。”

虽然所有的技术一旦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的模块不再是一项主要任务。“如果我们得到一个没有转换器的新设备，做一些事情，比如从RS-232到以太网只需要8或9分钟的设置。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，”他说。

前进

这些模块变得越来越普遍。例如，总部位于加州欧文的Triconex公司最近推出了一种通信模块，可以在不损害安全性或安全性的情况下将其安全仪器系统和分布式控制系统连接起来。它包含了嵌入式OPC服务器(OPC是一种开放的通信协议)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，用更少的钱做更多的事。在产品和标准中都是如此。在标准环境中，运动控制最近被添加到Profinet现场总线架构中，使得设备设计师可以使用Profinet设置和控制多达150个运动轴，且延时小于5毫秒。

“神奇之处在于TCP/IP和运动控制可以同时存在于同一条线上。总部设在亚利桑那州斯科茨代尔的Profinet贸易组织的市场总监卡尔·亨宁说:“你不需要为运动控制和以太网分开的总线。

在产品方面，TCP/IP和其他迭代正在得到扩展。随着无线通信等新技术的出现，它们理所当然地将互联网协议纳入其中。

Lantronix公司的高级产品营销经理Mark Prowten说:“随着传感器转移到像ZigBee这样的低带宽无线链路，我们看到越来越多的要求传感器使用互联网协议。”

无线网络规范ZigBee的许多供应商认为，ZigBee将被用于将传感器和其他技术连接在一起，特别是在电池供电的产品无需电线就可以轻松安装的应用中。

睡个好觉

使用TCP/IP和以太网的好处包括简化与前端办公室系统的通信，这些系统多年来一直使用Internet协议。“以标准的方式收集数据确实有好处。大多数制造商意识到，将地板自动化骨干与企业骨干捆绑在一起确实有优势，”Prowten说。

高层管理喜欢增加的可见性，工程师喜欢互联网提供的额外睡眠。“我们可以在任何地方进行交流，甚至在家里进行故障排除。这让我在遇到问题时节省了40分钟的车程，当问题发生在凌晨3点时，这真的很好。我只需要登录，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更加简单，但与位于偏远建筑中的其他制造企业的通信也变得更加简单。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。但是以太网使校园内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会存在很长一段时间。工作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。

“很多客户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企业骨干联系起来。”

Digi International公司的工程副总裁乔尔·杨(Joel Young)说:“一旦这种设备加速进入，它会持续很长时间，但它仍然需要通信。”Digi International公司位于明尼苏达州的明尼通卡。设备网络产品的供应商。“现场总线还会持续一段时间。如果他们乐于跳槽，他们可能不会被改变。”

一些供应商认为，随着产品开始采用电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers)今年早些时候完成的标准IEEE 1588，现场总线的合理性将逐渐消失。“它让以太网看起来像一个现场总线。随着IEEE 1588的出现，现场总线将走向何方，”Young继续说道。

他解释说，该标准提供了已知的延迟时间，在消息上添加了时间戳，从而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，在错误消息上重传，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，到1588年的过渡将需要数年时间，如果这真的发生的话。在那之前，许多用户会坚持使用他们已经熟悉的技术，坚持“如果没有坏，就不要修理它”的格言。

“许多公司都有(指定的)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传输到另一端的网络，”Prowten说。

没有病毒

虽然互联网协议正在对工厂产生巨大影响，但互联网本身并没有看到类似的成功。在国内或国际上拥有远程站点的公司很少使用Web进行生产级别的通信。

相反，它们通常依赖内部网，因为它们对工厂中使用的关键数据的传输有更多的控制。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产。

Internet协议的几个潜在问题之一是软件层次结构的下一步。“我们在5年或10年前就有过现场总线之争。现在的战斗是在应用程序层。你将继续看到在TCP/IP之上运行多个控制协议的电厂，但大多数情况下是在独立的子系统中。

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