随着制造商向数字化企业转型，其网络的结构和能力将在其生产正确产品的能力、从供应链中获得更大杠杆以及盈利地扩大客户基础方面发挥越来越大的作用。网络技术供应商正在加紧推出新产品，承诺提高机器与机器之间以及操作系统与业务系统之间数据流的速度、确定性、可靠性和安全性。
在典型的工厂中，来自广泛供应商和跨越多个技术世代的硬件平台和操作系统正在使互操作性成为工业物联网(IIoT)时代的主要目标。因此，OPC UA已成为一种广泛使用的工具。作为一种平台独立的面向服务的体系结构，它于2008年推出，作为一种实现安全数据传输、保证延迟和关键流量可靠交付的方式，它获得了整个行业的支持。
确保实时通信是当前开发工作的重点，这就是为什么时间敏感网络(TSN)正在成为信息集成和通过以太网的设备的时间同步数据流的基础技术。一个由行业供应商和组织组成的Who 's Who 's Who正在致力于完善该标准并测试设备一致性和互操作性的项目。
TSN的首席执行官菲尔·马歇尔解释说:“TSN与思科用来传输视频的流量方式相同Hilscher北美公司该公司专注于实时以太网和现场总线技术。“它创建了一个物理层和一组诊断工具，一组技术人员可以使用这些工具来诊断变量和维护生产系统。通过OPC UA和MQTT等协议，不同的技术可以在同一条线路上运行，从而更容易将数据从设备转移到应用程序中进行分析和使用。”
Hilscher最近发布了netRAPID 51，这是一个邮票大小的实时以太网接口。它携带所有先进通信的必要电子部件。集成OPC UA服务器和MQTT客户端的接口升级计划在2018年年中进行。这将使标准以太网和IIoT通信能够与实时以太网流量并行运行在同一电缆上。
同样是新的netIOT Edge网关，它提供安全的网络连接-无需重新编程可编程逻辑控制器(plc)或I/ o到云或面向iiot的应用程序，用于企业资源规划(ERP)系统和制造执行系统(MESs)中的信息物理过程。netX 90是一款双核芯片，具有嵌入式、基于硬件的安全性。它同时运行网络协议和应用程序功能。该芯片使设备制造商能够快速实现符合IEC 62443系列自动化安全的设计安全概念。
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B + B SmartWorxwizard Mesh智能边缘节点。 |
网络能否经得住时间的考验
TSN公司的技术经理Thomas Haneder表示，该公司能够在一定程度上实现OPC UA等协议的实时功能，这将有助于定义未来自动化系统的需求西门子．该公司在2018年汉诺威博览会上宣布了其支持TSN的工业以太网交换机以及用于S7-1500 PLC的通信处理器的计划，承诺能够在TSN网络内通信。
“TSN是一项很有前途的技术。作为以太网标准的扩展，它引起了芯片制造商的极大兴趣。“西门子已经将OPC UA整合到其产品中，利用TSN与Profisafe一起用于OPC UA。这使我们有能力为我们的通信网络建立一个面向未来的标准。”这种面向未来的能力包括在数字企业和整个价值链中无缝集成工业通信基础设施的能力。
“通信基础设施、中间件或应用程序必须满足许多需求。它必须灵活，使系统集成商能够轻松地调试拓扑，为机器制造商提供通用配置，并允许在无线环境中进行实时通信。“必须适应Profinet等不同的性能等级，并允许OPC UA在一条线上与从工厂到管理层的网络基础设施(包括连接到云)进行最大限度的通信。它还必须在设备和机器层面上实现全面、易于集成的安全概念。”
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Hilscher的nettrapid 51实时以太网接口只有邮票大小。 |
在IT中发现更多价值
随着企业寻求更多数据，以提高法规遵从性、降低能源支出，并监控设备和流程的状况，以实现预测性维护，IT在工厂车间正获得更强大的立足点。通常，这意味着在监控和数据采集(SCADA)系统之外添加IT覆盖网络。将数据推送到IT网络可以更容易地访问和分析来自设备资产的信息。
该公司首席技术官迈克•法里恩(Mike Fahrion)表示:“厂商锁定推迟了技术的演进和变革。B + B SmartWorx．“但以OPC UA为例，我们不必重新设计现有的自动化系统。它将物理系统与应用程序分离，允许多个应用程序使用相同的数据。MQTT等其他协议使数据传输更容易，而TSN提供了使数据流具有确定性的工具。”
无线网状网络对于将数据从传感器快速传输到应用程序也很有用。今年3月，B+B SmartWorx推出了第二代wizard Mesh智能边缘节点，可以通过有线连接或蜂窝数据网络将数据连接到互联网。它主要针对温度、压力或流量等传感器数据而设计，使用超低功耗SmartMesh IP技术与模拟或数字传感器连接，并采用MQTT和JSON物联网协议。
向导节点可以安装在彼此视线范围内的任何地方，无需电源或数据电缆，允许在生产线的每一步安装而不中断。例如，一家商业面包店使用wizard节点来监控其工作站和配料存储区域的温度和湿度水平。直接支持面包店的点火SCADA系统，可以自动创建标签，数据在几分钟内显示出来。
除了更快的数据访问和改进的决策信息，IT还在帮助企业改变他们的商业模式。法里恩指出，一家压缩机制造商正在演变为销售压缩空气而不是压缩机。或者是一个卡车停车链，为必须维护数百万个轮胎的大型卡车车队提供轮胎服务。在卡车加油期间，卡车站会测量压力、转数和其他决定轮胎磨损的因素，提供维护服务，以延长轮胎寿命，并为承运人消除成本变量。此外，许多设备制造商现在能够在现场监控产品性能，这有助于他们降低服务和保修成本。
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菲尼克斯的WLAN模块可用于危险环境。 |
网状无线功能
菲尼克斯将在2019年初引入网状无线功能，这将让用户拥有更确定和可靠的无线信号。有了网状功能，网络中的每个无线节点将能够与其他每个节点通信，允许多个中继路径到每个设备，而不必将信号发送到接入点进行重传。2019年初还计划推出以太网供电(PoE)选项。
“让客户的用户体验更轻松是我们硬件开发的一个重要驱动力，”Phoenix Contact的无线首席产品营销专家贾斯汀·谢德(Justin Shade)解释说。“将无线电和天线放在一个外壳中，并允许模块作为智能天线安装在机柜外，可以节省硬件成本、安装时间和机柜空间。”
危险位置安装的1类Div. 2批准计划于2018年第一季度用于公司的WLAN模块。谢德说:“有了这些新功能，用户将能够在更危险的地区安装我们的产品，为设备提供比直流电源更多的电源选择，并能够简单快速地安装具有网状功能的无线网络。”
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EtherCAT P的核心是Beckhoff自动化的“一根电缆”的电力和通信方法。 |
一个有线系统
将以前分开的数据线和电力线合并成一条电缆是当今有线网络的主要趋势，考虑到两个目标:减少布线安装和机器的总占地面积。
“随着EtherCAT P的引入，新的I/O模块和现场设备可以快速轻松地安装，以集成I/O或数据采集应用程序，”Andy Garrido解释说，I/O产品营销专家Beckhoff自动化．EtherCAT P现已获得EtherCAT技术集团的批准，供应商正在开发EtherCAT P传感器和编码器等产品。I/O盒、电缆和第三方设备已经推出，每隔几个月就会推出其他新产品。”
作为EtherCAT工业以太网技术的实时扩展，EtherCAT P与现有的EtherCAT网络完全兼容，并利用一根电缆传输电力和通信。它保留了EtherCAT非常短的周期时间，用于精确同步的低抖动和低硬件成本。EtherCAT支持线路、树形和星形拓扑，可以连接到单个网络上的65,000多个设备。
Beckhoff称之为“单电缆自动化”。它专为需要更高功率和更远距离的应用而设计。EtherCAT P电缆采用机械键控，可防止错误连接，简化设备组网。除了减少多达50%的电缆和连接器，单电缆自动化技术还允许将来自各种供应商的传感器和执行器无缝集成到支持EtherCAT p的网络中。
聚焦边缘网络
从支持边缘网络的新产品数量来看，边缘网络正受到供应商的关注，因为它是一种帮助制造商处理工厂设备产生的海量数据的工具。随着需要对时间敏感、低延迟数据分析的工业物联网应用的不断增长，必须在更接近源的地方处理数据，以加快决策。
“边缘和雾网络已经存在了一段时间，但随着行业的注意力从简单的连接设备转移到管理、保护和支持各种设备的复杂性，它们已经获得了新的重要性，”美国能源与工业技术公司的制造业和能源中小企业营销经理Eric Ehlers说思科．“这意味着需要解决方案来帮助解锁数据并以编程方式移动数据，以便正确的数据移动到正确的应用程序，同时还支持一种强制数据所有权的方法。”
思科开发了一个名为Cisco Kinetic的平台来实现这一目标，目前正在进行几个试点项目。其边缘和雾处理模块(EFM)是该平台的三个模块之一，包括网关管理和数据控制。EFM模块也可以用于没有互联网连接的工业环境。
实施工业物联网战略的困难在于，数据通常处于竖井中，现有的网络架构并不能有选择地将数据转移到应用程序中。控制数据所有权也很困难，引发了隐私和安全问题。
Cisco Kinetic旨在优化网络，并使用策略和配置来管理许多不同的应用程序，从而更好地控制数据。Ehlers解释说:“Kinetic可以帮助生产线跟踪性能，在问题发生之前发现问题，并通过单一操作视图支持更好的IT/OT集成和安全性。”它可以让你更好地管理资源，自动化更多的任务，并减轻潜在的威胁。”
