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工业4.0机遇来临,工业以太网销量首超现场总线
2018-02-26      suixiang    浏览:883    0  

随着工业4.0模式的快速演进,设备互联变得越来越重要。生产现场无数的机器连接需求,推动了工业以太网市场节节上升。根据瑞典工业网络有限公司HMS对工业物联网市场的年度调查最新结果显示,2017年用于工厂自动化领域的以太网安装节点首次超过传统现场总线

数据显示,工业以太网节点安装数量从2016年的46%市场占比增长到2017年的52%,而现场总线从48%下降到42%。其中,EtherNet/IP是目前安装最广泛的工业以太网,其市场份额占15%,其次是PROFINET和ProfiBus占比12%,而无线技术保持在6%的市场份额。

制造业的智能化转型需要高性能网络来支持,物联网解决方案和工厂设备的整合在推动工业以太网的使用。过去很长一段时间工业以太网处于过渡阶段,现在从安装节点数量来看,工业以太网已经取代现场总线。

据HMS报告,现场总线虽然在市场占比输给了工业以太网,但2017年现场总线的安装数量是增长的,其增长率从2016年的4%提升到6%,可见工业网络市场正处于快速发展的阶段。不过,网络供应商认为未来几年现场总线安装数量会稳步下降。

2017年工业无线通信安装节点比2016年增长了32%,虽然无线技术在不断扩大,但市场份额相对较少,最终维持在6%的市场占比。其中,WLAN是目前最流行的无线技术,其次是蓝牙。无线通信技术可以减少布线,并为设备连接和控制提供便利,越来越多地被机器制造商和系统集成商用来实现创新方案,包括通过平板电脑或智能手机连接监控等解决方案。

分析发现欧洲和中东地区以Profinet和EtherNet/IP为主要的网络协议,其中Profibus被广泛使用,还有其网络包括EtherCat、Modbus TCP和Ethernet Powerlink也比较流行;而美国市场比较明显的是向EtherNet/IP发展;在亚洲市场,Profinet、EtherNet/IP、Profibus、EtherCat、Modbus和CC-Link均广泛使用。

厂商为何青睐工业以太网?

工业以太网其实就是将以太网应用于工业中,由于现场环境恶劣,设备连接往往需要更坚固的连接器、电缆,还有一个最重要的是确定性。为了达到更好的确定性,工业以太网使用了专门的协议。目前,比较流行的工业以太网协议有PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT和POWERLINK等。

通常工业以太网的数据传输速率范围从10 Mbit/s到1 Gb/s,其中100 Mbit/s是工业以太网应用中最流行的速度。工业以太网需要一些额外的考虑,而不是在办公室使用的以太网系统。例如,用户需要通过网络实时监控工厂中生产设备的不同温度、振动、噪音以及其它的一些参数。

像PROFINET和EtherCAT这样的工业以太网协议是从传统以太网标准修改而来的,不仅确保制造业设备数据的正确发送和接收,还能够在系统需要执行特定操作时按时发送和接收指令。例如,自动化灌装生产过程中需要通过网络发送灌装数据以确保瓶子灌装按照预期进行,实时生成自动化报告,当瓶子装满时,网络上会发出停止灌装的命令。

工业环境中设备之间如果发生数据丢失或延迟可能会引发灾难,所以工业以太网络的实时性和确定性是十分重要的。工业环境必需保证实时感知自动化生产过程状态,能在恶劣的环境下完成工厂工艺需求。

边缘自动化与IIoT的机遇

随着确定性工业以太网协议和零故障冗余协议的到来,某些行业供应商提议要开发基于工业以太网EtherNet/IP连接的传感器,但也有人表示无需采用支持以太网的传感器,因为IO-Link、HART或WirelessHART可以连接传感器,并通过转换设备进入工业以太网。一些过程工业供应商已经制定了潜在的新标准,可以通过现场总线将传感器连接到工业以太网。

在过去,自动化行业的许多人坚持以工业太网不会延伸到传感器、仪器仪表和检测设备,但今天工业4.0时代已经到来,物联网解决方案进一步推进了边缘设备的智能化发展。工业以太网终端设备包括传感器和I/O驱动器,将在未来的连接业务战略中发挥关键作用。为了扩展设备的分析能力,工业以太网必须扩展到自动化链中的最后一个设备:传感器和I/O。

设备管理人员希望更高程度上利用工厂层面的信息进行业务决策,因此他们将注意力转向类似于传感器和I/O等智能化产品上。将数据导入云应用程序的能力又进一步促进了对具有大数据吞吐量和支持以太网的终端设备的需求,这些任务超出了大多数专用传统自动化网络的能力。

工业以太网设备可满足IIoT和工业4.0的需求,如减少机器停机时间和提升生产灵活性,工业以太网和无线将成为这些目标的主要推动力。

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