工业以太网：工业4.0时代必备的“神经系统”

　　工业4.0时代构建智能工厂正被全球制造业领域不约而同地选为下一个中长期的发展愿景，同时也是我国制造业转型升级的重要突破口，而智能工厂的精髓就在于网络在工 业领域的延伸，打通产、销任督二脉，发挥信息化的作用，将产销信息快速整合沟通。具体而言，智能工厂不仅是生产的自动化，通过远程监控制程，确保生产顺 畅，还可协助制造业者整合各厂生产管理、物流管理及仓库管理，实时匹配产能的需求与规模，避免大兴土木，同时迅速提高产能，满足客户定制化订单的实时生产 需求。 　　而工业以太网作为一种高效的局域网络，从诞生之初，就担负着传感器数据传输、生产设备控制等功能，是现代工业自动化生产体系中的重要组成部分和工厂信息化的基础。它的构建也就成为智能工厂建设的核心。

　　工业以太网是智能工厂核心 　　如果说第三次工业革命的自动化，仅是将生产过程作为对象，对其进行信息技术的应用。工业4.0将信息技术的应用大幅扩大，进而衍生出“智能工厂”的概念。它的关键技术是信息技术。 　　“工业以太网，互联互通、实时控制，进而实现安全、节能将是智能工厂的核心技术。”瑞萨电子通用解决方案中心综合营销部副部长王均峰在接受记者采访 时表示。具体而言，包括生产设备联网实现自律协调作业的M2M，通过网络获取大数据的应用，开发、销售、ERP、PLM、SCM等业务管理系统与实际生产 过程之间的协同等。 　　因为现代智能工厂有四大关键点：一是要连接所有网络以拿到数据。二是要有智能机器。三是大数据，将所有设备、所有人连接后，所有数据都大批量传送到 智能终端上。四是分析，得到数据后从中抓取出应用趋势来，提高设备状态的检测和预测水平。王均峰认为：“要形成高速传输、大数据，保证实时性、安全性和节 能就变得十分关键。这正是工业以太网构建的要旨。”

　　标准化多协议是以太网当前主要问题 　　如果说，构建高速、大数据安全和节能的工业以太网是抓住了智能工厂的“牛首”，那么解决工业以及网络的多标准问题，则是工业以太网的关键。近些年 来，工业以太网经过了不断的发展，其实用性、易用性都获得了长足的进步，其应用范围也逐渐得到了扩展。然而，应用的快速增长也必然伴随着各厂商在这一领域 的激烈竞争。时至今日，受到不同厂商支持的各种工业以太网纷纷搭建了自己的舞台。工业以太网通信LSI，支持多种工业以太网协议及现场总线协 议：EtherCAT、 CC-Link IE Field、DeviceNet、 PROFINET(RT)、EtherNet/IP、 Modbus TCP)CANopen、CC-Link。 　　许多不同的通信协议已成为工业以太网市场中的标准协议，因此希望支持市场所需不同协议、或者希望在同一台设备中支持多种协议的工业设备系统设计人员 就要面临开发时间增加的问题。上海工业自动化仪表研究院的缪学勤高工介绍，我们平时所说的工业以太网，在物理层和数据链路层都是符合IEEE802.3标 准的，而不同种类的工业以太网，其区别主要是在应用层。从某种程度上讲，不同种类的工业以太网之间是可以解决互联和互通的，但仍不能解决设备间互操作的问 题。使用不同工业以太网的设备完全可以共存，但是不能对话。互操作是体现在应用层的差异，要在同样的网络中使用多种以太网设备就需要网关进行协议转换。 　　“这就需要开发同时支持多协议的通信芯片，当然开发过程中需要考虑以太网协议的实现、应用开发、硬件开发、一致性测试等，从开发到量产需要很长时 间。”王均峰说，“瑞萨电子推出R-IN开发平台可以将高速、实时性能和低功耗以及支持多种工业以太网通信标准(如EtherCAT、CC- Link IE、EtherNet/IP和PROFINET)的接口结合在一起，旨在为开发包含工业以太网通信功能在内的工业设备(包括制造设备、安保摄 像机和机器人)提供全球支持。”