演化vs革新-為什么工業(yè)以太網(wǎng)在工廠內(nèi)部和外部逐漸演化
2015-07-28 來源:世界軌道交通資訊網(wǎng)
本文摘要:作為獨立的控制面板制造商,紅獅控制公司一度面臨演化和開發(fā)能夠與工廠中所有設(shè)備通信的控制面板的壓力,包括PLC、驅(qū)動器、監(jiān)控系統(tǒng)等。
大家都聽過關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的熱烈宣傳。什么是物聯(lián)網(wǎng)?我需要它嗎?我的洗碗機在某一天會連接到互聯(lián)網(wǎng)嗎?新聞報道和社交媒體讓人們對這項重大革新如何改變世界產(chǎn)生興趣。盡管每臺家電和設(shè)備都擁有一個IP地址的愿景非常令人激動,但它并不能讓您通過手機登陸查看和控制每個工業(yè)面板儀表。但是,當工程師們已經(jīng)開始使用串行通信的方式連接控制面板中的各種設(shè)備的時候,這些技術(shù)將在工業(yè)世界中開啟一個新的網(wǎng)絡(luò)連接時代。讓我們回顧一下工業(yè)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的演變過程以及當下它將如何助力行業(yè)發(fā)展。
演化壓力
工業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展始終與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。作為獨立的控制面板制造商,紅獅控制公司一度面臨演化和開發(fā)能夠與工廠中所有設(shè)備通信的控制面板的壓力,包括PLC、驅(qū)動器、監(jiān)控系統(tǒng)等。隨著時間的推移,聯(lián)網(wǎng)和通信已成為公司生存的必要條件。設(shè)備聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)不僅僅停留在"聯(lián)網(wǎng)挺好"的口頭階段,而成為讓企業(yè)實現(xiàn)高效率和保持競爭力的必要手段。
互聯(lián)技術(shù)發(fā)展的各個階段
在工業(yè)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的過程中,首先實現(xiàn)了同一控制面板中不同設(shè)備的通信。隨后,聯(lián)網(wǎng)技術(shù)演變?yōu)橥慌_設(shè)備中不同面板之間的通信,然后是一個車間中不同設(shè)備之間的通信,而現(xiàn)在,甚至不同的工廠都可以聯(lián)網(wǎng)通信。TCP/IP傳輸協(xié)議和以太網(wǎng)物理通信介質(zhì)的日益普及也推動了工業(yè)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在,不同地點之間已經(jīng)擁有了經(jīng)濟、可靠的傳輸帶寬,不管是通過有線通信還是無線通信技術(shù),數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)超越了空間的限制。
IPv4和IPv6編址
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展需要網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的支持。第4版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPv4理論上只支持約40億個地址,并預(yù)期將很快用完。為了應(yīng)對這個挑戰(zhàn),IPv6互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議應(yīng)運而生,它可以將IP地址空間大幅擴展。但目前IPv6并未廣泛流行,為什么呢?在我看來,一方面是因為它比IPv4復雜很多;另一方面,人們發(fā)現(xiàn)了一種解決"網(wǎng)絡(luò)地址危機"的方案,即網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 (NAT) 技術(shù)。NAT允許一個網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備使用同一IP地址訪問互聯(lián)網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)。因為網(wǎng)絡(luò)中每一個設(shè)備無需獨立IP地址就能夠訪問網(wǎng)絡(luò),所以NAT迅速流行起來。此外,NAT還允許反復使用同一IP地址。
然而,NAT不僅僅只是一個應(yīng)急的解決方案,更是設(shè)計網(wǎng)絡(luò)的一種正確方式。它隱藏了系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)成,只提供功能和特性供用戶訪問。在物聯(lián)網(wǎng)時代,這種網(wǎng)絡(luò)形式在用戶層應(yīng)用中非常重要,因為盡管給每臺家電配置一個獨立的IP地址,并可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問聽上去很酷,但如果黑客通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)高您的冰箱溫度并在凌晨3點打開您的電視,可能就沒有那么開心了 。在工業(yè)世界中,這種地址系統(tǒng)非常重要,好的系統(tǒng)設(shè)計要求具有獨立性以確保網(wǎng)絡(luò)安全。
下一步?安全網(wǎng)關(guān)
在工業(yè)世界中,系統(tǒng)的每層都需要安全網(wǎng)關(guān)。在控制面板中,一個設(shè)備可以與所有其它設(shè)備連接,并提供單一的連接點來安全地訪問面板的內(nèi)容。在我們的世界中,這種設(shè)備就是操作面板,因為它是通信的自然中心。帶有兩個以太網(wǎng)端口的人機界面 (HMI) 可提供NAT和網(wǎng)關(guān)服務(wù),不僅可以在TCP/IP層操作,還可以在應(yīng)用層操作,并且能夠通過常見的工業(yè)通信協(xié)議集中來自多個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)。
傳輸至云端
我們還預(yù)測云技術(shù)將發(fā)揮重要作用,盡管這種應(yīng)用超出了工廠層面。通過站點層級的網(wǎng)關(guān)建立連接云服務(wù)器的虛擬專用網(wǎng)絡(luò) (VPN),消除站點對于可路由IP地址的需求。這在蜂窩式調(diào)制解調(diào)器中已經(jīng)實現(xiàn) - 在遠程設(shè)備之間創(chuàng)建VPN連接,消除蜂窩網(wǎng)絡(luò)限制接入站點的局限性。
互聯(lián)技術(shù)的新領(lǐng)域
隨著時間的推移,互聯(lián)技術(shù)將不斷演化,超越工廠的限制,并向網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和安全性提出新的挑戰(zhàn)。但我們已擁有應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的工具,早年我們的工程師在處理底層通信時面對的類似問題讓我們開發(fā)了這些重要的工具。物聯(lián)網(wǎng)是真實的未來,但它并非是在任何時間、任何地點訪問任何信息,而是在必要時訪問必要的信息。工業(yè)領(lǐng)域的實踐表明,合適的通信架構(gòu)將可確保這個目的的實現(xiàn)。
關(guān)鍵詞:紅獅控制公司
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