自動化領(lǐng)域工業(yè)以太網(wǎng)采納率在不斷提高

據(jù)IMSResearch的一項最新研究估算，截止2011年，現(xiàn)場總線協(xié)議在新工業(yè)自動化組件網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議中持有75%的市場占有率。盡管以太網(wǎng)連接方式正更為廣泛的被接納，現(xiàn)場總線協(xié)議的占有率也被預(yù)計在2016年降至69%，但是現(xiàn)場總線協(xié)議的市場份額仍有一定的領(lǐng)先。

工業(yè)自動化組件供應(yīng)商越來越多的把以太網(wǎng)協(xié)議作為他們產(chǎn)品的標準規(guī)范，2012年許多廠商也直接把以太網(wǎng)技術(shù)作為新產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)連接手段。由于這些供應(yīng)商的推動，這也就需要機械制造商和終端客戶將觀念從舊的現(xiàn)場總線技術(shù)轉(zhuǎn)變到以太網(wǎng)技術(shù)上來。

從事工業(yè)級以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線及無線研究的IHS分析師TomMoore評論“雖然現(xiàn)場總線方案能為特定的應(yīng)用提供快速的網(wǎng)絡(luò)連接，但是正如和以太網(wǎng)技術(shù)的沖突，它未能提供一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)方式”。

簡化網(wǎng)絡(luò)不僅僅意味著互聯(lián)網(wǎng)標準的統(tǒng)一，它還會通過一個完整的系統(tǒng)來降低企業(yè)的經(jīng)費，這也是僅通過現(xiàn)場總線技術(shù)所難以企及的。終端客戶通常會有獨立的辦公室IT部門和工廠IT部門。以太網(wǎng)技術(shù)能為公司或工廠提供更好的信息共享環(huán)境、降低停機時間、減少總經(jīng)費，僅一個部門就能負責(zé)所有的網(wǎng)絡(luò)事務(wù)。

Moore說到“現(xiàn)場總線未來仍然保持強勁勢頭，然而新的連接方式也在同比不斷增長，以太網(wǎng)的增長速度將毋庸置疑的趕超現(xiàn)場總線”。IHS認為工業(yè)以太網(wǎng)將在5~10年內(nèi)成為工業(yè)領(lǐng)域主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，所有組部都將提議以太網(wǎng)連接作為網(wǎng)絡(luò)標準。

“工業(yè)中長的產(chǎn)品周期和保守主義將在短時間內(nèi)保留現(xiàn)場總線，但它最終會淪為一個配角。減少采用現(xiàn)場總線可能會增加成本，卻能進一步推動向工業(yè)以太網(wǎng)的轉(zhuǎn)型”Moore說到。

工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用市場發(fā)展加速

預(yù)計流程自動化領(lǐng)域的工業(yè)以太網(wǎng)采納率到2016年將升到96%，出貨量將高達870萬個。隨著工業(yè)以太網(wǎng)被更多的采用，對于想要提升網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的廠商來說，選擇工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)是明智的選擇。預(yù)計流程自動化領(lǐng)域的工業(yè)以太網(wǎng)采納率到2016年將升到96%，出貨量將高達870萬個。

據(jù)IHS公司旗下的IMSResearch的研究，2011-2016年流程產(chǎn)業(yè)的以太網(wǎng)節(jié)點有望增長近一倍，在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)市場不斷挑戰(zhàn)現(xiàn)場總線的主導(dǎo)地位。流程產(chǎn)業(yè)中的工業(yè)以太網(wǎng)節(jié)點2016年出貨量有望達到870萬個，比2011年的440萬個大增96%。這意味著2016年工業(yè)以太網(wǎng)將占到流程產(chǎn)業(yè)中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的45%，高于2011年的39%。現(xiàn)場總線將為此付出代價，同期內(nèi)的增長率預(yù)計為51%.

工業(yè)以太網(wǎng)交換機是在商用以太網(wǎng)交換機(IEC8802.3標準)的基礎(chǔ)上研制而成的，適應(yīng)不同工業(yè)控制系統(tǒng)的功能和性能需求，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的高可靠性數(shù)據(jù)交換設(shè)備。繼10M波特率以太網(wǎng)成功運行之后，具有交換功能，全雙工和自適應(yīng)的100M波特率快速以太網(wǎng)(FastEthernet，符合IEEE802.3u的標準)也已成功運行多年。采用何種性能的以太網(wǎng)取決于用戶的需要。通用的兼容性允許用戶無縫升級到新技術(shù)。

雖然流程產(chǎn)業(yè)在采納新技術(shù)方面向來比較緩慢，但在某些關(guān)鍵領(lǐng)域，工業(yè)以太網(wǎng)的采納率已開始超過現(xiàn)場總線，成為其中的主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。安全領(lǐng)域就是一個很好的例子。雖然不是總能得到強制性法規(guī)的推動，但流程安全系統(tǒng)——即安全集成系統(tǒng)，廠商會相當定期地更新，以確保操作者安全和最大化正常運行時間(andmaximizelineup-time)。壽命期較短，意味著新技術(shù)可以更快地進入市場，也更容易實施，因為改裝時有更多的機會來更新網(wǎng)絡(luò)。

遠程監(jiān)控與控制更容易

此外，也存在擴大連網(wǎng)的趨勢。網(wǎng)絡(luò)正在趨于同質(zhì)商品化，意味著遠程監(jiān)控與控制更容易訪問。分立自動化領(lǐng)域也在出現(xiàn)這種情況。

流程元件與系統(tǒng)，比如遠程終端單元與分布控制系統(tǒng)，也在普遍連成網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計2016年約有95%的新增出貨量支持網(wǎng)絡(luò)，高于2011年的90%。該比例的上升速度預(yù)計相對緩慢，但可能達到100%。網(wǎng)絡(luò)支持產(chǎn)品現(xiàn)在幾乎已被視為同質(zhì)商品，流程產(chǎn)業(yè)希望采用。隨著連網(wǎng)能力的增強，普通節(jié)點數(shù)量也在增長。這為使用更加精巧的網(wǎng)絡(luò)與拓撲結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了條件。

預(yù)計整個工業(yè)自動化領(lǐng)域的工業(yè)以太網(wǎng)使用量會不斷增長。IHS公司預(yù)測，截止到2016年，新的流程自動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的CAGR略高于14%。這個增長率遠高于新的現(xiàn)場總線節(jié)點，后者的同期增長率預(yù)計低于9%。

隨著流程產(chǎn)業(yè)采納更多的工業(yè)以太網(wǎng)，所以對于希望近期升級網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的廠商來說，基于工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)似乎是明智的選擇。雖然現(xiàn)場總線采納率仍在增長，但工業(yè)以太網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一性與簡單性等優(yōu)點，可以帶來更低的成本與更長的正常運行時間。

然而，現(xiàn)場總線仍有一些優(yōu)勢。HART作為流程產(chǎn)業(yè)的重要協(xié)議，能夠在4-20毫安的電線上傳輸信號，這對于那些使用原有基礎(chǔ)設(shè)施的廠商是一個重大優(yōu)勢。此外，相當多的某些現(xiàn)場總線解決方案遺留下來，意味著大量機器仍在使用較舊的協(xié)議。預(yù)計在最近10到15年已經(jīng)基本代替現(xiàn)場總線。降低一般管理費用，更容易訪問生產(chǎn)數(shù)據(jù)和縮短停工期，這些優(yōu)勢將在較長期內(nèi)驅(qū)動工業(yè)以太網(wǎng)得到更多的采納。