关于工业网络还有很多需要了解的地方，特别是由于以太网现在“无处不在”，从企业到工厂车间。但是在现场总线级别有不同的以太网通信协议，并且有一些先进的技术为已经复杂的网络架构增加了新的内容。
考虑到最近公布的技术标准，比如时敏组网(TSN)以及OPC-UA，以及更多关于如何处理与工业物联网(IIoT)相关的智能设备扩散的讨论浮出水面，网络正在成为工厂车间的优先考虑事项。
“随着技术供应商宣布对TSN、OPC-UA和其他工业以太网通信协议的支持，以及将传统设备与数据聚合和分析连接起来的技术的崛起，网络成为当今自动化的核心变得越来越明显，”他说自动化的世界内容总监/总编辑大卫·格林菲尔德在一个小组讨论自动化世界会议与博览会上周在芝加哥。
专家组由六名高管组成归纳自动化，艾，奥登技术，OPC基金会，光电子的22而且PTC / Kepware，讨论了影响网络演化的问题。具体来说，他们解决了从传感器到云的开放通信的需求，收集更多数据并快速分析的需求，网络安全的需求，最重要的可能是围绕新技术的商业案例的需求。
Moxa全球行业营销总监Eddie Lee表示:“现在有很多先进的网络，但我要提醒大家的是，如果主要动机纯粹是为了物联网或工业4.0……因为你不想落后……那可能会非常有问题。”他指的是一项研究，该研究发现，成功尝试物联网的《财富》500强公司都有一个特定的商业案例或结果，它们试图解决。他说:“如果你具体谈论的是OEE，并试图将生产率提高8%，而物联网技术和随之而来的先进网络将实现这一想法，你必须有一个特定的ROI指标，以帮助计算或证明你为什么要进行这项投资并承担风险。
感应自动化公司销售工程副总监Travis Cox对此表示赞同，并指出这需要更仔细地观察车间的情况。“我认为一直以来都需要更多地使用客户拥有的数据，以及应用程序之间的互操作性，但SCADA长期以来都无法与ERP或维护管理等更高级别沟通……因此，随着对数据和流程的需求增加，这促使[组织]审视他们目前拥有的架构。”很多时候，他们在业务端需要的数据无法在操作端访问。因此，他们正在后退一步，看看如何才能采取不同的做法。这在很大程度上与网络有关。”
但以不同的方式做事一直是个问题，因为技术供应商有很大责任改变他们接触市场的方式。
OPC基金会战略营销官汤姆•伯克(Tom Burke)表示:“这些年来，我们在行业中看到的最大变化是，终端用户开始表达他们对礼仪系统的不满程度。”“他们不想再看到这种情况了，特别是在网络上。他们厌倦了购买一个行不通的阀门，因为他们没有支持它的网络基础设施。”
由于来自终端用户的压力，Profinet、Ethernet/IP、EtherCat等现场总线协议背后的供应商意识到他们需要朝着通信标准化的方向努力。伯克说:“这些人意识到，让供应商(和终端用户)做这么多不同的事情是没有意义的。”
输入听。
TSN是IEEE 802.1定义的标准技术，它在标准以太网上提供确定性消息传递。TSN最初是为音频/可视应用程序开发的，它保证使用调度在标准以太网上交付实时应用程序，这使它非常适合工业应用程序，如机器控制。
为此，标准以太网最大的缺点是它不确定。例如，您不能保证企业网络上的电子邮件消息不会中断对执行器的控制信号的传递。因此，该行业现在正团结在TSN周围，以解决这个问题。而且，这里最大的平衡是OPC UA对TSN的采用。
“去年11月，OPC基金会宣布OPC UA over TSN大约有22个供应商已经决定参与，这将深入到实际领域。”伯克说道。应该对最终用户进行有关该行业标准化的教育，并准备将其构建到未来的网络计划中。“它会取代今天的工业网络吗?”在我有生之年不会。但随着时间的推移，它将开始取代他们。”
要实现TSN的全面采用还有很长的路要走，但它终将实现。Moxa的Lee说:“如果你是一个机器制造商，在选择实施之前，你可能会等待客户要求某种程度的连接或技术。”“但如果你是终端用户，你有改善维护或生产力的目标，这可能会推动更快的采用。
制造商所关心的不仅仅是如何摆脱“现场总线之战”，还包括如何访问和分析数据。
在边缘
长期以来，云一直被认为是获得运行复杂分析所需马力的地方，这些分析可以提供运营团队可以据此采取行动的详细见解。但这就足够了吗?
Oden Technologies的首席运营官兼联合创始人Peter Brand表示:“云技术提供了我们以前从未听说过的能力。“但如果你没有网络来首先获得统一和规范化的数据集，你不会走得太远。这就是优势发挥作用的地方。在你在云上建立的所有模型的洞察中，最终会有一些任务关键的应用仍然需要运行，即使互联网中断。如果我们能让那些在云上开发的模型在边缘运行，那么我们就两全其美了。”
此外，网络上有如此多的设备——包括无线设备——试图进行通信，数据量是压倒性的。但没有必要将所有信息都推到云端。
Opto 22营销和产品战略副总裁Benson Hougland表示:“如今，我们可以使用处理技术、微处理器、包括固态硬盘在内的工业组件，在数据来源的边缘领域，我们拥有巨大的计算能力。”“这是我们必须记住的一个关键方面。如果你看看我们一直以来看到的传统实现，它是一堆不同的层缝在一起，把一个数据点变成一个上下文数据，人们可以用它做一些事情。当您将这些东西组合在一起时，您会引入安全漏洞、许可问题，以及您是否具备所需的领域专业知识?这是一个非常脆弱的建筑。因此，把尽可能多的东西放在边缘上的概念消除了脆弱的组件，同时增强了安全性和性能，达到前所未有的水平，但通过应用尽可能接近数据源的处理器和工业组件，这是可能的，这是边缘。”
Cox表示同意，并指出感应自动化公司的Ignition开发工具可以映射遗留设备以提供上下文。但网络正凭借自身力量变得越来越强大。
“单一真相来源的想法是架构变化的最大部分，”考克斯说。“这些设备足够智能，具有计算能力，可以提供所有所需的上下文，并在工厂间拥有一致的模型，因为如果你想将(数据)带到云端进行分析，你需要知道工厂A和工厂B的资产具有一致性和标准。所有这些都在边缘处有定义。这一点非常重要。”
PTC/Kepware的首席应用程序工程师Ray Labbe重申了前面的观点，在考虑如何访问数据之前，对于终端用户来说，关注所涉及的用例和应用程序是很重要的。
“这又回到了你作为客户或你的设施的成熟程度……特别是围绕着智能制造和物联网计划的提出，并试图连接到遗留资产。它需要一个有纪律的方法来获得连接。首先建立访问数据的基础设施，然后(弄清楚)(需要访问的)数据是什么，并围绕它制定策略。”
该战略可以采用各种方法和使用不同的技术，从PTC/Kepware软件到网关和无线。“重要的是要知道您可以选择桥接或访问设备，并尽可能接近源构建上下文化，”Labbe说。
安全
随着工业以太网成为工厂网络的实际标准，自动化世界”格林菲尔德问委员会:“我们有什么办法来防止黑客攻击?
Moxa的Lee说，毫无疑问，连接的东西越多，它们产生的安全漏洞就越多。从安全远程访问端点到网络管理都有许多安全选项。“这很复杂，没有简单的答案。但知道从哪里开始是关键，”他说。
Opto 22的Hougland说，也许这要从IT和OT团队之间的对话开始。他指出，尽管以太网已经达到了一个普遍的水平，但架构仍然是组件化的。这是Cat5电缆，然后是在铜上运行的其他变量在上面。而且，当您在网络上授予设备访问权时，您必须提供一种方式让它接受消息并对消息作出响应。“这本身就是一种安全风险，”他说。
因此，作为一个例子，Hougland说，你转向IT来解决安全问题。“但是想想你做了什么。如果你有一个PLC或远程I/O单元，你需要数据，你去IT部门说你需要一个IP地址。IT说可以，但是PLC是什么，我不知道怎么管理它。你把安全责任转移到了IT部门，这就是他们变成‘不’部门的原因。”
从根本上说，需要通过MQTT和发布/订阅设置等技术来克服这个问题，而这个问题确实存在。这使设备能够连续地向代理发布数据，而另一个设备可以连接到该代理以获取数据，而不会产生安全漏洞。
“将设备与应用程序分离是最重要的部分，”电感自动化公司的Cox说。“在发布/订阅方法中，数据生产者——即传感器或plc——不知道终端消费者是谁，而消费者也不知道设备是谁。它有很多优点，比如即插即用、更高的安全性、更好的带宽使用，因为你是通过异常报告数据，而不是轮询设备，以及随着更多内容的添加而自动发现。”
小组成员一致认为，pub/sub模式令人兴奋的原因在于能够在第一个位置获得数据。
PTC的Labbe说:“除了数据的可获得性，真正的范式转变是信息的背景和尽可能接近源头。”它将提供一个事件驱动的数据交换模型，不仅最大限度地减少对网络的影响，而且简化与数据源的连接。”
