尽管有着上述缺点,面对网络技术所带来的种种优势,工业网络仍开始蓬勃发展起来。其优势最明显的就是省配线,如果可以用一条网络线就将数以百计的组件连接起来,而不必再以并列传输的方式使用数百条传输线,将会大幅减少配线时间与电箱空间;另则依照软件的观点,每个连上网络的组件都被视为对象(Object),这些组件的新增与移除就可以用软件的方式达成控管,而网络化的组件通常也会加入自我诊断的功能,当组件发生故障时,这些讯息可以透过因特网传回给控制台,控制台再经由网络检测出连接上网的组件来监控并回报。网络的自我建构也同时可以减少系统设定的时间,经由监控每部机器的运作状况所产生的数据,更可提供给企业作为营运参考。

三种模式架构新世代工业通讯

在智能化趋势下,新世代的工业网络开始启动,从图1可以看出,现在OT系统的通讯设计必须包括数字化、双向、多站等特色。整体来说,现在的发展主要有3种现场总线(Fieldbus)模式:第一种是专用、封闭型,规范由各家公司自行研制,往往是针对某一特定应用领域而设,效率也是最高,但是在相互连接时就会显得各项指标参差不齐,推广与维护都比较难以协调。此类专用型工业网络有三个发展方向,第一是走向开放型,使它成为标准,二是继续封闭系统,保持原占有率,三则是设计专用的网关与开放型网络连接。

工业物联网的连接是怎样实现的

图1 现代化的OT系统的通讯设计包括了数字化、双向、多站等特色。

第二种为开放型,不过所谓的开放型并非全面无条件开放,通常无条件开放的仅有一些简单的标准,其他都是有条件开放,或仅对其成员开放。亦即生产厂商必须为组织成员,产品必须经过该组织的测试、认证才可在该工业网络系统中使用。

第三种为标准型,例如符合国际标准的IEC61158或IEC62026、ISO11898和ISO11519或欧洲标准EN50170的工业网络。这些也都会遵循ISO/IEC7498国际标准,亦即OSI 7-Layer参考模型,工业网络大都只使用其中的物理层(Physical Layer)、数据连接层(Data Link Layer)和应用层(Application Layer)。一般工业网络的制定是根据现有的通讯接口,或是自己设计通讯芯片,然后再依据应用领域,设定传输格式,例如DeviceNet的物理层与数据连接层是以CANBus为基础,再增加适用于一般I/O点应用的应用层规范。上述三个种类大致架构出目前的工业网络环境,欲建构者可依本身的需求选择适合自己的网络设备。

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