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過程自動化中的應(yīng)用

盡管如今工廠自動化網(wǎng)絡(luò)主要基于以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，但是在過程自動化領(lǐng)域中以太網(wǎng)的應(yīng)用仍在發(fā)展中。為了啟用和解決工業(yè)4.0和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)模型，Namur發(fā)布了開放式架構(gòu)（NOA），該架構(gòu)定義了跨云所有層的通訊概念。 Namur還發(fā)布了一篇論文，以確定過程自動化中的未來網(wǎng)絡(luò)將是具有以太網(wǎng)的IP網(wǎng)絡(luò)。 FieldComm小組與PI和ODVA共同組成了一個(gè)工作組，該工作組在很大程度上推動了IEEE的進(jìn)步，并確定了他們的系統(tǒng)要求，以便快速應(yīng)用于過程自動化領(lǐng)域。

上圖顯示了過程工業(yè)中的不同區(qū)域，包括危險(xiǎn)區(qū)域（如0區(qū)）中不同級別的本質(zhì)安全和環(huán)路供電或單獨(dú)供電的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)本身使用眾所周知的支線和中繼拓?fù)洌ㄗ疃嗫蔀?0個(gè)設(shè)備供電，每個(gè)設(shè)備的最大電流為500mA。此外，可以重復(fù)使用現(xiàn)有的電纜和設(shè)備，以減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成時(shí)間。因此，過程工業(yè)的重點(diǎn)是用APL不斷替換現(xiàn)有的現(xiàn)場總線設(shè)備。

工廠自動化中的應(yīng)用

與過程工業(yè)不同，工業(yè)以太網(wǎng)是目前工廠自動化行業(yè)中的主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)。但是，這也將SPE的好處局限在更小的占地面積，更小的電纜重量，更長的電纜長度，更強(qiáng)的耐用性以及更易于通過一種工具環(huán)境進(jìn)行安裝和維護(hù)。

現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是將這些優(yōu)勢帶入已有的基于IP的網(wǎng)絡(luò)中，這些網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)支持許多的數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務(wù)模型。挑戰(zhàn)是多方面的，一些工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)在其規(guī)格中沒有10Mbit的傳輸速度，或者只是一開始包含在內(nèi)。

幾家傳感器制造商（作為APL用于過程自動化的主要驅(qū)動力）早在2007年就開始積極地根據(jù)IO-Link標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整其需求。IO-Link支持參數(shù)化、診斷和完全集成到“工業(yè)4.0”生態(tài)系統(tǒng)中。但是，如果要在1000m的SPE上傳輸IO-Link數(shù)據(jù)幀，會將以前的點(diǎn)到點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為一種現(xiàn)場總線。盡管有一些技術(shù)問題，但工廠自動化的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是可以從SPE技術(shù)中不斷受益。 PI、ODVA和IO-Link中的各個(gè)小組目前正在討論和評估這些應(yīng)用案例以及潛在的集成場景。 IO-Link聯(lián)盟發(fā)表了一份白皮書，其中包含一些部署方案示例（IO-Link聯(lián)盟，2020年），在棕地中安裝的場景：

上面的示例允許將IP67 SPE主站集成到IO-Link和二進(jìn)制傳感器及設(shè)備的現(xiàn)有安裝中。白皮書中的提案將SPE主要用作IO-Link數(shù)據(jù)幀的傳輸介質(zhì)。

通過基于以太網(wǎng)的IO-Link適配器軟件，可以保持現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施和安裝處于活動狀態(tài)的設(shè)備，來維護(hù)數(shù)據(jù)格式，擴(kuò)展使用范圍，體現(xiàn)SPE優(yōu)勢。

德國赫優(yōu)訊參加了PI的幾個(gè)工作組，以促進(jìn)有關(guān)PROFINET的SPE的發(fā)展。赫優(yōu)訊還為IO-Link工作組做出了貢獻(xiàn)，該工作組評估了將兩種標(biāo)準(zhǔn)互補(bǔ)集成到現(xiàn)場中的收益和挑戰(zhàn)。在IEEE中，赫優(yōu)訊參與有關(guān)802.3cg標(biāo)準(zhǔn)中未解決主題的討論，并且還參與有關(guān)SPE主題的ODVA的討論。赫優(yōu)訊的目標(biāo)是幫助構(gòu)建遷移路徑，將SPE輕松集成到現(xiàn)有工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，并通過通訊技術(shù)和產(chǎn)品方面的能力來支持這一點(diǎn)。