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過程自動化中的應用

盡管如今工廠自動化網(wǎng)絡主要基于以太網(wǎng)標準，但是在過程自動化領域中以太網(wǎng)的應用仍在發(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)絡將是具有以太網(wǎng)的IP網(wǎng)絡。 FieldComm小組與PI和ODVA共同組成了一個工作組，該工作組在很大程度上推動了IEEE的進步，并確定了他們的系統(tǒng)要求，以便快速應用于過程自動化領域。

上圖顯示了過程工業(yè)中的不同區(qū)域，包括危險區(qū)域（如0區(qū)）中不同級別的本質(zhì)安全和環(huán)路供電或單獨供電的設備。網(wǎng)絡本身使用眾所周知的支線和中繼拓撲，包括最多可為50個設備供電，每個設備的最大電流為500mA。此外，可以重復使用現(xiàn)有的電纜和設備，以減少系統(tǒng)設計和集成時間。因此，過程工業(yè)的重點是用APL不斷替換現(xiàn)有的現(xiàn)場總線設備。

工廠自動化中的應用

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)中的主導網(wǎng)絡。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，更強的耐用性以及更易于通過一種工具環(huán)境進行安裝和維護。

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)絡中，這些網(wǎng)絡已經(jīng)支持許多的數(shù)據(jù)驅(qū)動業(yè)務模型。挑戰(zhàn)是多方面的，一些工業(yè)以太網(wǎng)標準在其規(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標準調(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，會將以前的點到點傳感器網(wǎng)絡轉(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關鍵點是可以從SPE技術(shù)中不斷受益。 PI、ODVA和IO-Link中的各個小組目前正在討論和評估這些應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和二進制傳感器及設備的現(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)有基礎設施和安裝處于活動狀態(tài)的設備，來維護數(shù)據(jù)格式，擴展使用范圍，體現(xiàn)SPE優(yōu)勢。

德國赫優(yōu)訊參加了PI的幾個工作組，以促進有關PROFINET的SPE的發(fā)展。赫優(yōu)訊還為IO-Link工作組做出了貢獻，該工作組評估了將兩種標準互補集成到現(xiàn)場中的收益和挑戰(zhàn)。在IEEE中，赫優(yōu)訊參與有關802.3cg標準中未解決主題的討論，并且還參與有關SPE主題的ODVA的討論。赫優(yōu)訊的目標是幫助構(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。