Sepanjang beberapa dekad yang lalu, teknologi Ethernet telah menjadi penukar permainan untuk industri dalam pelbagai bidang, dari hari -hari awal rangkaian kawasan tempatan, ke rangkaian jalur lebar kemudian, ke internet hari ini. Dan sekarang, komponen utama teknologi Ethernet digunakan dalam bidang kawalan industri, memacu evolusi dan evolusi keseluruhan ekosistem pembuatan.
Malah, teknologi tradisional Ethernet dan protokol TCP/IP telah digunakan selama bertahun-tahun dalam industri perkilangan untuk sistem maklumat dan sistem maklumat rangkaian lantai dan kedai untuk operasi pengeluaran, tetapi jarang untuk interaksi dan komunikasi data kawalan dan maklumat dalam mesin sebenar dan barisan pengeluaran.
Pengawal mesin itu sendiri (contohnya PLC, IPC ...) dan sambungannya kepada penggerak (misalnya memandu, motor ...). dll) dan interaksi dengan penggerak (contohnya pemacu, motor ...) komunikasi antara pengawal mesin itu sendiri (misalnya PLC, IPC, dll) dan penggeraknya (misalnya pemacu, motor ...) dan sensor selalu memerlukan Penggunaan bas kawalan medan deterministik. Menggunakan protokol TCP/IP tradisional, keperluan deterministik masa nyata untuk komunikasi dari kawalan mesin kepada sensor dan penggerak tidak dapat direalisasikan dan dipenuhi, jadi ia tidak sesuai digunakan sebagai bas lapisan kawalan untuk peralatan perindustrian.
Walau bagaimanapun, dalam industri pembuatan peralatan, pembina mesin (contohnya mereka yang membina mesin CNC, peranti semikonduktor ...) melihat penggunaan semula TCP/IP sebagai bas lapisan kawalan. Walau bagaimanapun, pembina mesin dalam industri pembuatan peralatan (misalnya, mereka yang membuat mesin CNC, peralatan semikonduktor, ...) Lihat nilai dalam penggunaan semula komponen perkakasan dalam persediaan rangkaian berasaskan TCP/IP. Ini kerana pertumbuhan letupan Internet telah mencipta standard teknikal yang umum untuk komponen komunikasi Ethernet (contohnya kad, kabel, penyambung ...). Kerana pertumbuhan letupan Internet telah mencipta standard teknikal yang umum untuk komponen komunikasi Ethernet (contohnya kad komunikasi, kabel, penyambung, ...), kos kad antara muka rangkaian (NIC) dan kabel TCP telah dikurangkan secara dramatik untuk Pecahan atau bahkan beberapa kesepuluh kos kabel fieldbus perindustrian tradisional dan kad pengambilalihan data (kad DAQ). Akibatnya, penggunaan semula perkakasan Ethernet jenis ini akan membantu organisasi mencapai penjimatan ekonomi yang ketara berbanding dengan konfigurasi Fieldbus yang berdedikasi tradisional dalam industri.
Kesan ekonomi menggunakan Ethernet sebagai fieldbus tidak dapat dipertikaikan, kerana komponen Ethernet dapat membantu membawa pengurangan kos sistem yang signifikan sementara pada masa yang sama sangat serba boleh.
Sebagai contoh, dengan fieldbus proprietari, pengeluar robot perlu membeli keseluruhan komponen sistem O & C dari pembekal tunggal: kad I/O khusus, pemacu servo, motor, kabel mahal, penyambung ... dan sebagainya. dll.
Dengan protokol komunikasi berasaskan Ethernet standard, kad I/O boleh digantikan oleh antara muka Ethernet generik, kabel bas yang berdedikasi boleh digantikan oleh kabel CAT5 generik (kategori 5 berpintal), dan kos sistem pemacu servo dapat dikurangkan dengan ketara jika Standard Rangkaian menyokong pelbagai pembekal.
Pada masa yang sama, menghubungkan komponen sistem mesin menggunakan Ethernet juga akan menjadi lebih mudah. Sebagai contoh, penggunaan kabel CAT5 generik, sama seperti yang digunakan untuk rangkaian komputer rumah/pejabat, akan memudahkan untuk mengurus dan menyelenggara peralatan daripada penggunaan kabel komunikasi bas yang kompleks dan khusus untuk pengawal peranti dan komponen elektrik. Ini hanya beberapa manfaat ekonomi teknologi Ethernet.
Industri ini dengan cepat menyedari bahawa walaupun protokol TCP/UDP/IP tidak dapat memberikan tindak balas deterministik masa nyata yang diperlukan oleh sistem kawalan perindustrian, perkakasan Ethernet di mana-mana dan kos rendah, termasuk Kad Antara Muka Rangkaian (NIC) dan kabel Ethernet CAT5, boleh Digunakan untuk menyediakan infrastruktur yang diperlukan untuk rangkaian sistem kawalan perindustrian, termasuk penggunaan kabel dan NIC Ethernet, dan penggunaan kabel CAT5 untuk rangkaian sistem kawalan perindustrian. Walau bagaimanapun, perkakasan Ethernet di mana-mana dan kos rendah, termasuk Kad Antara Muka Rangkaian (NICS) dan Kabel Ethernet CAT5 ... boleh digunakan dalam sistem peralatan perindustrian untuk membantu memberikan respons masa nyata yang diperlukan untuk aplikasi kawalan.
Apa yang diperlukan adalah protokol komunikasi masa nyata baru yang menggunakan lapisan fizikal perkakasan Ethernet, tetapi juga membolehkan pengawal peranti menyambung dan berkomunikasi dengan semua sensor dan penggerak dalam peranti dengan kepastian masa nyata.
Sejak awal abad ini, pengeluar automasi industri terkemuka telah memperkenalkan sekurang-kurangnya lima protokol komunikasi Ethernet industri masa nyata yang berlainan, seperti Ethernet/IP, Ethercat, Powerlink, Profinet dan Sercos III ... untuk menamakan beberapa. ... dan sebagainya. Mereka semua dipromosikan sebagai "piawaian", mendakwa untuk menggunakan semula protokol Ethernet atau perkakasan Ethernet dan menjanjikan untuk mengurangkan kos membina sistem kawalan masa nyata untuk peralatan.
Salah satu sebab utama untuk kemunculan begitu banyak "standard berpotensi" adalah bahawa masing -masing mempunyai pendekatan teknikal yang jelas untuk menggunakan semula komponen perkakasan Ethernet (misalnya, kad antara muka rangkaian dan kabel CAT5), yang bukan sahaja mengurangkan kos peralatan dan meningkatkan prestasi mesin, tetapi juga membolehkan penghantaran dan interaksi maklumat dan data dengan cara yang menyokong kawalan masa nyata. Transmisi dan interaksi untuk menyokong aplikasi deterministik masa nyata.
Mungkin satu lagi sebab untuk wujud bersama pelbagai potensi "standard" protokol Ethernet adalah bahawa vendor automasi industri terkemuka ini cuba menggunakan teknologi Ethernet untuk menjimatkan kos keseluruhan penyelesaian sistem mereka. Dengan memperluaskan "piawaian" produk mereka kepada Ethernet, pelanggan mendapat kelebihan dan nilai dari teknologi Ethernet, tetapi dalam jangka masa panjang mereka tetap terkunci ke dalam rangkaian proprietari pengilang.
Di samping itu, kemunculan protokol baru membantu pengguna menggunakan teknologi Ethernet untuk memecahkan prestasi dan kos peralatan mereka yang sedia ada. Pada masa yang sama, pembina mesin yang mengamalkan standard Ethernet Fieldbus yang tepat juga akan dapat memperoleh kelebihan daya saing yang sangat penting dari segi harga/prestasi berbanding dengan mana-mana fieldbus perindustrian tradisional yang lain.
Walau bagaimanapun, ini mungkin tidak begitu penting bagi pengguna pembina mesin dan peralatan lagi, kerana selepas bertahun -tahun promosi dan populalisasi teknologi dan produk Ethernet industri, cabaran untuk pengguna tidak lagi memilih antara bas kawalan industri tradisional dan Ethernet perindustrian, Tetapi untuk menghadapi persaingan sengit antara terlalu banyak protokol dan piawaian Ethernet industri di pasaran yang kompleks dan penuh sesak. Sebaliknya, di pasaran yang kompleks dan penuh sesak, dengan begitu banyak protokol Ethernet industri "piawaian" bersaing antara satu sama lain dan menawarkan nilai dan kelebihan yang berbeza, sukar untuk mengetahui "standard" yang mana yang sesuai untuk dipilih. Mengguna pakai protokol yang salah (tidak sesuai) sebagai standard boleh bermakna kos yang tidak perlu dan mengorbankan kelebihan daya saing disebabkan oleh prestasi yang dikurangkan.
Dalam semua perbincangan mengenai Ethernet masa nyata perindustrian, terdapat beberapa fakta yang seolah-olah mudah yang sering diabaikan. Pilihan standard protokol rangkaian bukan hanya mengenai spesifikasi dan sifat teknikal yang keras, seperti prestasi dan kadar penghantaran ... ia juga harus termasuk metrik lembut dan parameter pengalaman aplikasi, seperti kemudahan penggunaan, keterbukaan, kemerdekaan, risiko penghindaran, konsistensi, interoperabilitas, ketersediaan jangka panjang, dan ciri pengagihan sistem .... Faktor-faktor ini, apabila digabungkan, tentukan sama ada protokol atau "standard" akan diiktiraf oleh pengguna atau menjadi meluas di pasaran.