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应用日益宽广 工业乙太网路弹性十足
 

【作者: 王明德】2014年03月06日 星期四

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工业乙太网路在即时性与整合性的技术提升,使其在工业通讯领域的重要性急速扩张,也因此在模组化及与其他自动化设备的共同平台,也成为另一课题;由于拥有较大弹性,工业乙太网路逐渐在各重直应用领域崭露头角。


工业通讯的硬体整合应用上,国内厂商则提供完整的选择。前面曾经提过不论是传统Fieldbus或乙太网路等通讯方式,规格均相当多元,如果必须整合在同一转换系统上,势必将提升设备成本,为了解决此类问题,有业者提供模组化的设备,让系统整合业者可以针对现场端的需求,作出最佳的规划,像在智慧建筑的解决方案,就有厂商推出可以提供包括电力线通讯的模组,以及Zigbee等无线网路模组来整合楼宇间的通讯。


图一
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透过工业乙太网路的开放性特色,最重要的重点是如何与生产线的其他设备的无缝连结,所以除了硬体的配合外,更重要的则是软体系统的整合规划,业者​​指出,系统的简单化及适用性是工业通讯整合的第一要务;另外一部分,则是控制端对使用者友善的介面,由于工业乙太网路属于开放性架构,几乎属于即插即用的模式,如果与不同的通讯介面整合,还需要重新设定指令,就功亏一篑,在系统上须配合工业设备的需求,才能达成工业通讯的最适化连结,也因此许多工业通讯厂商也针对整合系统进行规划,达成最佳化的连结。


许多国际厂商也针对系统的整合,提出相关的规划,由于设备愈来愈多元化,对于系统的整合性要求也日益高涨,西门子因此规划TIA Portal 平台,藉由整合上端图控到马达、感测器等元件的完整应用,并支援远端控制及诊断功能,让工业乙太网路的应用更加完整。吴顺裕认为,由于操控的需求提升,西门子的产品可透过有线、无线的环境,直接在远端进行监控与障碍排除等工作,这是西门子技术应用上较为成熟,也提供较完整的解决方案,在西门子的架构下,对于自动化的装置的远端控制已有完整的方案,无须再进行排程或其他设定,相较起来更为方便。


不论是硬体或软体的整合,在工业乙太网路的应用上,是最基本的条件。在生产现场可以看到愈来愈多的工业乙太网路接口的HMI、PLC或其他的I/O设备;随着视频技术、M2M技术的的逐步深入,系统用户对工业乙太网路技术也愈来愈受到注意,甚至各类专业的应用领域如轨道、ITS及电力等其他垂直应用中,也看得到工业乙太网路的出现。


在不同垂直应用的环境中,对于工业乙太网路的设备,也会有不同的需求。举例来说像是在轨道环境上,应用工业乙太网路有两点需要克服,一方面是在车辆上,一方面是在轨道布建上。


以车辆部份来说,由于轨道车辆多是以列车组来运行,列车震动对设备的影响当然是第一要处理的,但这是最基本层面,由于每一节车厢会针对不同的运量进行调派,此时应用工业乙太网路进行通讯,IP的设定就成为一个重要的问题,在工厂环境中,所有的设备都是固定的,少数会移动的设备也是可以监控的,但列车就不一样,当IP不同时,就会造成网路认定的错误,因此如何利用最有效的方式来进行设定,就是一个问题,这类应用,可以直接针对这样的问题重新进行IP修订,以达到控制及资讯传递的最佳效果。


至于轨道部分,在路线上乙太网路交换器的布建也是一个问题,由于数量大、距离长的布建,需要进行缜密的规划,同时加上有线及无线的综合运用,这需要专业团队来进行规划。


此外,在各垂直应用上,不同环境有不同的标准及法规必须克服,像是电厂等环境,包括抵抗EMI、EMS、ESD及RFI等干扰问题,及环境上的温湿度与其他的严苛考验,均需要设备厂商多家著墨,这也是台湾厂商针对不同需求,在产品弹性上的竞争力。


像这类不同应用环境的专业机种,相较于国际大厂,台厂的最大家直就是可以针对不同应用的客制化,所谓客制化,最重要的问题就是在不同应用层面上的技术改善,如何达到这个领域的最高要求,才能让设备商不是仅能提供「可用」的标准品,产生更大的竞争力。


工业乙太网路的设备与自动化装置,现阶段已受到工业通讯厂商的注目,甚至如前面所述各类垂直领域均有不错的应用绩效;虽然较其他通讯技术的成本来说,工业乙太网路的确将增加厂商的投资,但考虑到非预期的问题所带来的巨大经济损失,选择整合力及稳定性已渐入佳境的工业乙太网路的确是相当划算。这当然也是为什么各项垂直应用环境中,工业乙太网路继工厂自动化系统迅速成为标准配备的重要原因。


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