工業(yè)以太網(wǎng)向企業(yè)提供了寶貴的財富和機(jī)遇，所需要的只是一個共用基礎(chǔ)設(shè)施。這提供了一個全面共用布線的前景，有機(jī)會使公司將信息技術(shù)與加工/制造結(jié)合起來。

1、以太網(wǎng)在工廠中的應(yīng)用

與大多數(shù)的技術(shù)一樣，工廠自動化包含復(fù)雜的機(jī)器、環(huán)境和使其運行的通信網(wǎng)絡(luò)。

簡而言之，自動化使一個控制器，通過某種介質(zhì)（雙絞線、同軸電纜、光纖、無限節(jié)點）向機(jī)器發(fā)送電氣信號、光信號或無線信號，機(jī)器通過對信號進(jìn)行響應(yīng)而執(zhí)行某些機(jī)械操作。由于具備高水準(zhǔn)的計算機(jī)、加工設(shè)備、機(jī)器人，以及通信網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議，自動化的程度已經(jīng)非常先進(jìn)，可以完成從生產(chǎn)消費性產(chǎn)品、控制公用設(shè)施到保護(hù)軍事防衛(wèi)系統(tǒng)的任何工作。

車間和加工工程有太多高質(zhì)量的系統(tǒng)可供選擇。工程師指定設(shè)備和相應(yīng)的控制系統(tǒng)，在大多數(shù)情況下，這些設(shè)備與控制系統(tǒng)與其它協(xié)議或網(wǎng)絡(luò)不能互用。例如，在任何一個制造廠中，可能有幾個自動化控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)分布在各個工作單元中。

此外，還存在多數(shù)以TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）以太網(wǎng)協(xié)議為基礎(chǔ)的局域網(wǎng)（LAN），從而便于辦公室通信。到目前為止，將所有這些開放式甚至專有網(wǎng)絡(luò)連接起來需要非常多的努力，盡管這不是最有效的使用資源的方式，企業(yè)仍然努力獲得可成功和效益。

綜合來說，今天的以太網(wǎng)協(xié)議可用于提供辦公室通信以及高水準(zhǔn)的自動化操作，例如控制、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。來自各個制造商的基于工業(yè)以太網(wǎng)的自動化設(shè)備最終將會互聯(lián)互通。利用工業(yè)以太網(wǎng)，工程師可以將節(jié)點混合并匹配到工作單元，如果將來自一個供應(yīng)商的計算機(jī)與來自另兩個供應(yīng)商的激光打印機(jī)和來自第三哥供應(yīng)商的LAN交換機(jī)匹配起來一樣簡單。

工業(yè)以太網(wǎng)向企業(yè)提供了寶貴的財富和機(jī)遇，所需要的只是一個共用基礎(chǔ)設(shè)施。這提供了一個全面共用布線的前景，有機(jī)會使公司將信息技術(shù)與加工/制造結(jié)合起來。工業(yè)以太網(wǎng)節(jié)點具有通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問的能力。數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量控制和制造物流均可實時下載到ERP（企業(yè)資源計劃）中。此外，客戶與其供應(yīng)商之間的通信將會更有效率。展望未來，工業(yè)以太網(wǎng)是一個完全順暢運行的企業(yè)的一個組成部分，其中語音、數(shù)據(jù)、制造、安全和樓宇自動化系統(tǒng)全部通過一個集中的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行。

但是，要是大部分目標(biāo)得以實現(xiàn)，必須增強(qiáng)以太網(wǎng)產(chǎn)品的性能（或經(jīng)過工廠證明）。在辦公室中，RJ45、Cat 5e/6連接器、交換機(jī)和UTP電纜被廣泛認(rèn)為是良好的選擇之一。在工業(yè)環(huán)境中進(jìn)行布線和連接時，標(biāo)準(zhǔn)RJ45插座和插頭不能適應(yīng)車間的惡劣環(huán)境：高溫、強(qiáng)烈的振動條件、感應(yīng)磁噪音、水洗過程、油污、污染物和很多其它條件。但是對于銅纜應(yīng)用，RJ45接口仍然時以太網(wǎng)物理層設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)。

工業(yè)以太網(wǎng)解決方案就是解決了以上問題。此產(chǎn)品范圍包括工業(yè)以太網(wǎng)RJ45隔艙式連接器、轉(zhuǎn)接線和不銹鋼面板。隔艙式連接器符合針對以太網(wǎng)/TP的ODVA(Open Devicenet Vendor Association,開放設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會）規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)，如ODVA的CIP――針對工業(yè)以太網(wǎng)大通用工業(yè)協(xié)議，隔艙式連接器具有IP67級別。

工業(yè)級電纜也是非常重要的一部分。由于油和溫度等級，標(biāo)準(zhǔn)單股或多股UTP電纜的護(hù)套需更大口徑以作現(xiàn)場端接或不同長度的跳線。

 

ODVA指定的連接器廣泛應(yīng)用于世界各地，因為它正被引入TIA（電信行業(yè)協(xié)會）和其他針對類似工業(yè)以太網(wǎng)認(rèn)可文檔的歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會。

展望未來，預(yù)計完全的端對端解決方案是安裝的核心。這些解決方安定核心是IP級機(jī)柜。

因為工業(yè)以太網(wǎng)尚處于初級階段，公共架構(gòu)（或拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）仍然處于在定義過程之中。在很多情況下，以太網(wǎng)交換機(jī)，無論是專為車間而強(qiáng)化的交換機(jī)還是用于辦公室環(huán)境的交換機(jī)，都位于地面上的控制機(jī)柜中。控制機(jī)柜為交換機(jī)提供IP和NEMA級別的保護(hù)。盡管此類架構(gòu)是可行的，但可能不是最有效的，視設(shè)備、設(shè)計等而定。將自動化交換機(jī)集中到一個區(qū)域?qū)蠼粨Q機(jī)與其控制的實際設(shè)備之間必須要有足夠長的布線。將交換機(jī)帶入工作區(qū)是將來拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方向。為此，必須防止交換機(jī)受到工作區(qū)面臨的極為惡劣的環(huán)境影響。IP66和IP54的機(jī)柜，外形相對緊湊，特別適合不同位置的安裝，是這個問題的解決方案。機(jī)柜提供所選交換機(jī)的DIN軌道安裝、電源、可選風(fēng)扇/溫度調(diào)節(jié)裝置以及預(yù)配置的工業(yè)以太網(wǎng)隔艙式RJ45連接器密封管――如果需要，可用作工業(yè)用配線架。這些機(jī)柜具有斷電上鎖/標(biāo)記（lock-out/tag-out）安全機(jī)制，以確保交換機(jī)不會被取得。

整個網(wǎng)絡(luò)的可靠性取決于支持網(wǎng)絡(luò)的布線基礎(chǔ)架構(gòu)的完整性和牢固性，必須考慮到網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境、設(shè)計和將來的需要，配合成熟的技術(shù)合作伙伴構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)將對天衣無縫的開發(fā)與性能提供支持。

PACT程序包括：Rockwell Automa-tion Encompass、Cisco Systems、Panduit和Belden

2 工業(yè)以太網(wǎng)布線基礎(chǔ)架構(gòu)

布線基礎(chǔ)架構(gòu)包括銅纜和光纜、連接器和線纜管理系統(tǒng)通過這些設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)信號，如果此系統(tǒng)不能按要求進(jìn)行操作，信息流將受到干擾，嚴(yán)重的會導(dǎo)致信息流的停止。在確定、設(shè)計和安裝布線系統(tǒng)的細(xì)節(jié)上，留意和防止關(guān)鍵的連接組件出現(xiàn)故障導(dǎo)致工業(yè)網(wǎng)絡(luò)停止運行。

在惡劣的環(huán)境中建議采用的元件見表1。

3 工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)

Cisco正在研發(fā)高級工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)解決方案，以便用于未來采用IP技術(shù)的車間。

 

4 工業(yè)以太網(wǎng)電纜基礎(chǔ)架構(gòu)

DataTuff R 工業(yè)以太網(wǎng)Cat 5e電纜

7923A 屏蔽和非屏蔽
7929A 捆綁線對電纜
7921A 抗壓
7928A 耐油
7918A 抗紫外線陽光照射
7919A 厚重的護(hù)套

工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性取決于電纜基礎(chǔ)架構(gòu)。為了幫助確保卓越的車間性能，Belden公司已經(jīng)開發(fā)除針對包括油和陽光、溫度變化、磨損與變形、EMI/RFI惡劣環(huán)境的電纜解決方案等。

ControlLogix 　 靈活的架構(gòu)
PowerMonitor 基于以太網(wǎng)TCP/IP技術(shù)
ProcessLogix 將自動化系統(tǒng)組件集成在一起

5 以太網(wǎng)/IP網(wǎng)絡(luò)

符合開放設(shè)備網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商協(xié)會（ODVA）以太網(wǎng)/IP協(xié)議，Rockwall Automations EtherNet/IP將商業(yè)性現(xiàn)有以太網(wǎng)與DeviceNet和ControlNet網(wǎng)絡(luò)中采用的相同開放工業(yè)自動化協(xié)議結(jié)合起來。解決方案包括用于以太網(wǎng)系統(tǒng)的軟件、模塊、網(wǎng)關(guān)和控制器。