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以太网/IP克服现场的各种挑战 将工厂生产效率与商业智能联系到一起

2018年01月30日 11:38 次阅读

众多工厂现在正在使用传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)和以太网网络结构,日益将专有协议更换为综合通信协议,从而将现场生产效率与商业智能联系到一起。设备层网络采用控制器,通过流行的开放协议和专有协议在机器之间开展通信。作为链路层而未原有应用实施以太网可以改善开机时间并优化工作流与生产,使网络面向未来做好准备,同时增加投资回报。高密度以太网/IP与最为灵活的现场总线自动化技术兼容。以太网/IP可以提供所需的可扩展性,以经济的方式将生产车间与全企业的办公设施集成到一起,并且远远超出这一范围,实现安全的远程访问。

部署了工业级别组件的网络化以太网/IP架构通过在机器级别采用精密的控制自动化,可以实现完全集成的连接性能,同时从生产现场挖掘多个数据流,供全企业的商业策略使用。以太网/IP能够满足通信的需求而不会使可靠性和安全性受到影响,已经成为商用工业环境下的黄金标准。以太网/IP可促进实现快速、精确的数据流,在单独的局域网上可提供共享通信功能,同时可访问互联网,并且能够通过以太网或其他兼容协议来集成厂房内的机械设备并处理数据。

以太网/IP克服现场的各种挑战

网络化工厂车间的物理基础设施与办公环境存在巨大的区别。构建企业范围的网络,需要集成起布线、连接、控制器、交换机和其他软件,以及用于数据传输和挖掘的软件接口。工厂级别的连接需要经常在更远的距离上实现,从而需要更加严格、速度更高的实时数据传输速率。在需要高速度和更长距离线路的领域,以太网/IP具有出色的性能,而不会使性能降级。

技术的快速发展已经使以太网成为主流的企业级别通信技术。任何技术都同时具有优点和缺点。企业范围的集成可以提供包括实时仪表盘和数据快照在内的商业智能,供生产规划使用,同时还为质量控制提供高级诊断功能与工具。以太网/IP可以实实在在的实现机器对机器和机器对企业的通信。不利的一面则是带宽资源需求成比例的增加。在创建需要过滤控制、分割和分析的海量原始数据方面,以太网具有这一实力和潜力,此外还可以实现有效的管理,满足对存储、冗余和安全性的需求。

以太网/IP需要实施战略规划,在公司的网络扩张的同时,以最低的集成成本和人力满足当期和未来对数据管理的要求。领先的机器制造商可以提供非专有的高性价比以太网I/O设备控制系统与设备,实现更高的互操作性。对于平稳的网络过渡,对现场设备、PLC和其他控制器以及协议的实施和软件进行准确的评估,具有至关重要的作用。

企业范围融合的优势各有不同,与公司的目标以及网络配置有关。如要充分利用以太网/IP的全部价值,则需要使用正确的组件,包括结构坚固的工业以太网交换机、IO块、双绞线或光缆组件等。与环境控制的完工办公空间中使用的网络不通,工业级别的组件设计用于存在极端温度、湿度和振动的恶劣环境。

通过改善可靠性并延长使用寿命,可以抵消掉工业级别组件较高的初始成本。工业级别RJ-45连接器或者更新的M12圆形连接器常用于工厂内布设的长距离以太网/IP、ProfiNet和EtherCat网络布线。无线以太网特别适用于远端地点和长距离使用,在一些流程工业中已获得认可。与传统的铜缆相比,价格昂贵的工业级别光缆在较长的距离上可以实现极高的速度、带宽,以及噪声防护功能。

经典应用案例:以太网/IP将工厂生产效率与商业智能联系到一起

Brad Direct-Link 恶劣环境非管理型以太网交换机之类的工业级别组件设计在具有极端温度、湿度和振动的恶劣环境下可提供可靠的连接。

部署企业范围以太网的正确时机

一些制造商和加工商对企业范围网络融合所采取的方式过于谨慎。许多企业都在几十年间采用了相同的机器层架构或网络架构,对是否升级犹豫不决,即使存在更好的解决方案时也依然如此,直至过时的设备导致故障。但是,在制造商寻求提高运营效率以及底线利润的过程中,对部署更加先进的现场网络技术的需求变得愈发清晰。

通过工业网络实现自动化和机器控制的稳步增长已经证明,正确的技术在正确的时间可以为加工和制造行业提供显著的竞争优势。大型制造商和过程控制操作都趋向于在企业范围的以太网平台上开展运营。设计优秀的基础设施可以降低网络安全风险,同时还可提供访问现场实时情况的透明性。

工厂设备的性能和生产标准被广泛认作重要战略业务工具,有助于减少开支并优化开机时间。以太网/IP和工业级别的连接正处于演进的适宜阶段,在极具吸引力的价格点下提供久经考验的可靠性与访问性。在工厂层面,以太网/IP可以对以下方面做出改进:

-设备性能

-工作流速度

-能效

-质量控制

-超出原有平台的数据传输速度

-添加移除网络节点的灵活性

先进的以太网/IP技术可以通过无与伦比的可扩展性、功能性与选项,将机器的流程、控制系统和工厂层面的信息与企业联系起来。正确的架构可以将有线和无线连接结合起来,实现企业范围内的访问,改进商业智能,提高对生产过程的监控与控制,实现资源管理,并且简化运营。

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整个系统设计成为全同步电路。根据Intel提供的器件时序,设计在系统时钟CLK的下降沿将状态翻转,给...

发表于 2017-12-06 11:45 176次阅读
可编程DMA控制器IP设计

以太网供电支持5GBASE-T及其以后应用的需求...

 以太网供电(PoE,Power over Ethernet)是一个有线以太网局域网技术(LAN),...

发表于 2017-12-05 09:26 171次阅读
以太网供电支持5GBASE-T及其以后应用的需求...

稳压器的选择决定了低压降芯片设计高性能的设计方...

大部分系统设计工程师可能都会同意线性稳压器是众多稳压器之中最容易使用的一种,而且由于这个原因,也最受...

发表于 2017-12-04 05:40 230次阅读
 稳压器的选择决定了低压降芯片设计高性能的设计方...

硅IP如何提高中国集成电路产业的国际竞争力

很多人可能还不知道,半导体圈子里有一个SoCIP研讨暨展览会。不知道的原因有两个,一是规模小、历史短...

发表于 2017-12-04 04:10 145次阅读
 硅IP如何提高中国集成电路产业的国际竞争力

赛灵思Vivado开发套件与IP核的原理作用分析

IP核(IP Core) Vivado中有很多IP核可以直接使用,例如数学运算(乘法器、除法器、浮点...

发表于 2017-11-28 15:49 403次阅读
赛灵思Vivado开发套件与IP核的原理作用分析

计算机IP地址的介绍

IP地址就是给英特网上的每一个主机(或路由器)的每一个接口分配一个全世界唯一的32位的标识符。本文主...

发表于 2017-11-25 14:18 302次阅读
计算机IP地址的介绍

采用FPGA与IP来实现DDR RAM控制和验证...

随着高速处理器的不断发展,嵌入式系统应用的领域越来越广泛,数字信号处理的规模也越来越大,系统中RAM...

发表于 2017-11-24 16:00 239次阅读
采用FPGA与IP来实现DDR RAM控制和验证...

基于LabVIEW FPGA模块设计调用独立的I...

对于利用LabVIEW FPGA实现RIO目标平台上的定制硬件的工程师与开发人员,他们可以很容易地利...

发表于 2017-11-24 15:36 448次阅读
基于LabVIEW FPGA模块设计调用独立的I...

Inside Secure提出高速网络链路层安全...

MACsec标准已被业界广泛采用,新一代的高速以太网络与光传输网络(Optical Transpor...

发表于 2017-11-24 10:52 182次阅读
Inside Secure提出高速网络链路层安全...

负载均衡系统原理和实际操作解读

不能狭义地理解为分配给所有实际服务器一样多的工作量,因为多台服务器的承载能力各不相同,这可能体现在硬...

发表于 2017-11-23 14:31 1428次阅读
负载均衡系统原理和实际操作解读

基于FPGA的10G以太网高速数据传输设计

随着人们对通信信息的充裕性、及时性和便捷性的要求越来越高,能够随时随地、方便而及时地获取所需信息,变...

发表于 2017-11-23 08:26 273次阅读
基于FPGA的10G以太网高速数据传输设计

基于FPGA的高速嵌入式通信系统的设计与实现

针对CPCI架构通用信号处理平台上利用系统自身以太网络接口实现数据传输效率低、扩展性差等问题, 提出...

发表于 2017-11-22 09:22 175次阅读
基于FPGA的高速嵌入式通信系统的设计与实现

基于FPGA的光栅解调系统的设计

光纤光栅的传感信息是采用波长编码的方式进行的,解调的关键就是把传感信息从波长编码中完整地解调出来。文...

发表于 2017-11-18 12:04 136次阅读
基于FPGA的光栅解调系统的设计

利用Xilinx FPGA 集成的万兆MAC I...

随着云计算技术的发展,采用FPGA 作为协同加速成为其发展的一个趋势,如何设计与实现FPGA 片间的...

发表于 2017-11-18 08:13 593次阅读
利用Xilinx FPGA 集成的万兆MAC I...

可配置FFT IP核的实现及基础教程

针对FFT算法基于FPGA实现可配置的IP核。采用基于流水线结构和快速并行算法实现了蝶形运算和4k点...

发表于 2017-11-18 06:32 292次阅读
可配置FFT IP核的实现及基础教程

集成Xilinx内核生成器IP至FPGA VI详...

LabVIEW使用IP集成节点方便的整合Xilinx内核生成IP至FPGA VI。按照下列步骤添加X...

发表于 2017-11-18 05:56 127次阅读
集成Xilinx内核生成器IP至FPGA VI详...

Xilinx CORE生成器IP列表名称及说明详...

本页包含通过LabVIEW FPGA模块可用的Xilinx CORE生成器IP的列表。LabVIEW...

发表于 2017-11-18 05:55 206次阅读
Xilinx CORE生成器IP列表名称及说明详...

FPGA VI中不同的Xilinx内核生成器IP...

所属选板:FPGA模块VI和函数 必需:FPGA模块。本主题的内容可能与您所安装的LabVIEW选板...

发表于 2017-11-18 05:54 94次阅读
FPGA VI中不同的Xilinx内核生成器IP...

在Vivado下利用Tcl实现IP的高效管理

在Vivado下,有两种方式管理IP。一种是创建FPGA工程之后,在当前工程中选中IP Catalo...

发表于 2017-11-18 04:22 202次阅读
在Vivado下利用Tcl实现IP的高效管理

在ZedBoard下SPI接口和ARM处理器端实...

该文介绍了ZedBoard平台下可编程逻辑端SPI接口和ARM处理器端以太网远端传输的设计。结合实例...

发表于 2017-11-17 12:12 182次阅读
在ZedBoard下SPI接口和ARM处理器端实...

关于IP的驱动程序软件开发和第三方IP的使用

半导体公司目前正面对两大基本现实:优化半导体项目的成本以及为了满足客户需求而提供全面性解决方案。客户...

发表于 2017-11-17 06:08 273次阅读
关于IP的驱动程序软件开发和第三方IP的使用

工业以太网与现场总线技术各自优缺点和应用

随着“工业4.0”战略的展开,计算机技术、通讯技术、IT技术的发展已经渗入到工控领域,其中最主要的表...

发表于 2017-11-15 15:44 804次阅读
工业以太网与现场总线技术各自优缺点和应用

w5300是什么,w5300介绍

W5300的目标是在高性能的嵌入式领域,如多媒体数据流服务。与WIZnet现有的芯片方案相比较,W5...

发表于 2017-11-13 15:38 164次阅读
w5300是什么,w5300介绍

基于51单片机控制的以太网通讯实现

 摘要:介绍以太网的帧协议和以太网控制芯片RTL8019AS的结构特性;介绍51单片机控制RTL80...

发表于 2017-11-13 10:55 1096次阅读
基于51单片机控制的以太网通讯实现

不可不知的存储网络中FCoE的8个技术

原先的以太网使用到了一种叫做PAUSE的机制,PAUSE机制可以防止瞬时过载导致缓冲区溢出时不必要的...

发表于 2017-11-10 14:38 148次阅读
不可不知的存储网络中FCoE的8个技术