机器之间的有效通讯是工业自动化的关键。随着以太网和无线网络技术的进步,未来哪一个有望成为领导者?
一般来说,在谈物联网 (IoT)和5G 网络当新技术概念出现时,大多数人关注消费电子产品。这是可以理解的,因为大多数人日常生活中的许多设备都在从根本上改变。
然而,在许多行业,一场非常相似的正在发生——一场改变工厂车间和机器通讯模式的,几乎从各个角度来看:速度、结构、安全和操作原则。
深入探讨哪种物理最适合机器对机器 (机器对机器) 通讯以前,回顾一下历史背景同一的最新技术也很有帮助。
工业以太网它是指基于以太网的任何通讯。同样重要的是要记住,该协议是基于以太网的,无论是还是无线都是物理介质。基于以太网的协议示例是 Ethernet/IP、EtherCAT、PROFINET和 WLAN。
令人惊讶的是,基于以太网的一些原型概念创建的第一个网络是无线 LAN。这就是 Aloha 网络,由 Norman Abramson 教授于 1971年在夏威夷大学开发。Aloha 网络的目标是为夏威夷群岛创建一个公共通讯通道,依靠无线电技术进行碰撞检测。
两年后,施乐 PARC 公司罗伯特·梅特卡夫(Robert Metcalfe)我接管了阿罗哈实验,并进一步开发了它。经过多次概念验证,第一个以太网标准于1980年发布,该协议在通讯领域占据主导地位。这主要是由于物理介质的成本效益——首先是同轴电缆,然后是双绞线。
这就是为什么连接比无线连接更受欢迎的原因,因为无线通讯所需的基础设施对当时的大多数应用程序都是令人望而却步的。在接下来的30年里,工业以太网占据了主导地位,特别是在工厂、建筑物和生产设施中,它们可以很好地覆盖基础设施。
在工业自动化中,以太网通讯仍然是最流行的,全球安装节点的数量就证明了这一点。如图 3 所示,截至 2019 年,以太网节点占据所有已安装节点的 59%。另一方面,无线%。
但需要注意的是,无线节点的增长率高于%)。这是行业专家和系统集成商密切关注的趋势,因为它表明人们对无线解决方案越来越感兴趣。这也可能与工业 有关5G得到来与促进增长的早期用户有关。
在工业中,由于哲学和功能上有许多相似之处机器对机器 通常被视为物联网的同义词。机器对机器 网络的是,与物联网类似,传感器和其他现场设备直接相互通讯。另一个学派将SCADA系统定位机器对机器 网络前身。
本质上,工业 机器对机器 网络与基于以太网的网络(或无线)非常相似。然而,它专门设计用于优先考虑传感器、现场设备、控制器、机器人和其他机器之间的通讯。机器对机器 仓库内网络自动化、在公用事业管理和许多制造过程中被证明是有价值的。
在某些情况下,这将决定解决方案。例如,在移动应用程序中,无线连接是必要的。在其他情况下,如工厂,小空间高度集中的设备可能会使其成为要求。
许多生产设施都有高电器污染源,这可能使无线网络难以有效工作。电磁噪声物理障碍就是其中的一些例子。另一方面,有些系统安装物理连接是有风险的(而且成本更高),所以无线基础设施是首选。
事实上,许多自动化系统依赖于由和无线网络组成的大型网络。随着生产设施的自动化,它们也与更高层次的应用程序相匹配(ERP、WMS、MES、SCADA 等)更集成。当这种情况发生时,在地板设备中通过以太网甚至以太网,看到无线和网络的混合并不少见。光纤垂直集成。
然而,在不久的将来,我们可能会看到我们如何看待这些因素的变化。5G-TSN随着时间网络等新技术的到来,和无线连接之间的界限变得模糊。无线带宽速率正在迅速接近,从而最大限度地减少了这一关键差异化因素的重要性。
例如,使用 5G-TSN,确定性和时间的通讯可以通过无线实现,而以前只能通过工业以太网实现。虽然许多集成商仍然遵循决定基础设施的传统设计标准,但新兴趋势和新技术可能会改变这种思想类型,我们可能会看到无线 机器对机器 网络在不久的将来接管了这个行业。90后摸鸟门事件