以太網(wǎng)成為一種流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并被廣泛用于局域網(wǎng)（LAN）和廣域網(wǎng)（WAN），已經(jīng)有四十多年了。以太網(wǎng)提供了一種快速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，是工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)中連接設(shè)備常用的協(xié)議。

以太網(wǎng)集成的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是能夠連接多個(gè)設(shè)備和系統(tǒng)，允許在它們之間傳輸數(shù)據(jù)和信息。這樣不同設(shè)備和系統(tǒng)（如傳感器、執(zhí)行器和控制器）就能夠集成到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，從而更容易監(jiān)視、控制并實(shí)現(xiàn)過程的自動(dòng)化。

01 不同通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式

然而，當(dāng)通過以太網(wǎng)集成設(shè)備和系統(tǒng)時(shí)，重要的是要考慮每個(gè)設(shè)備使用的不同通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式。這是因?yàn)椴煌脑O(shè)備可能使用不同的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，從而難以在它們之間交換信息。

為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，最好是在控制器內(nèi)部轉(zhuǎn)換不同的通信協(xié)議，控制器充當(dāng)不同設(shè)備和系統(tǒng)之間的橋梁以及標(biāo)準(zhǔn)化點(diǎn)。控制器可以在不同的協(xié)議和格式之間轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，從而可以在互不兼容的設(shè)備和系統(tǒng)之間交換信息。它還為支持和維護(hù)人員提供一個(gè)中心點(diǎn)，以便查看數(shù)據(jù)并在出現(xiàn)問題時(shí)進(jìn)行故障排除。

翻譯設(shè)備有很多選擇，但建議使用機(jī)架內(nèi)通信模塊。這些模塊可以在多個(gè)方面降低復(fù)雜性，包括布線、“黑匣子”數(shù)據(jù)映射、面板空間，有時(shí)還會(huì)降低成本，同時(shí)保持集中控制。

在理想工廠車間中，所有設(shè)備都使用同一種協(xié)議。然而，由于需要利用全球各地的多種解決方案以實(shí)現(xiàn)最大價(jià)值，這種理想場(chǎng)景很難實(shí)現(xiàn)。在規(guī)劃升級(jí)或在設(shè)施中引入新設(shè)備時(shí)，最好方法是統(tǒng)一通信協(xié)議。在將設(shè)備集成到網(wǎng)絡(luò)之前，將其升級(jí)到標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備通常是值得的。從頭開始是一個(gè)更好的起點(diǎn)，額外的投資成本將在系統(tǒng)的生命周期內(nèi)獲得投資回報(bào)（ROI）。

02 升級(jí)到以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)

由于以太網(wǎng)技術(shù)支持高速數(shù)據(jù)傳輸（10 Mbps到100 Gbps），用戶可以實(shí)時(shí)控制和收集數(shù)據(jù)，這是生產(chǎn)制造商和工業(yè)設(shè)施的理想場(chǎng)景。此外，增加的帶寬可以在設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)更快、更高效的數(shù)據(jù)傳輸，從而獲得更快的響應(yīng)。

由于帶寬很高，可以傳輸更多的數(shù)據(jù)，因此可以將大量設(shè)備和系統(tǒng)集成到自動(dòng)化過程中。這些設(shè)備包括可編程邏輯控制器（PLC）、分布式控制系統(tǒng)（DCS）、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備和無線系統(tǒng)等。PLC和DCS被認(rèn)為是先進(jìn)的控制系統(tǒng)。通過以太網(wǎng)將它們集成到過程中，與傳統(tǒng)協(xié)議相比，用戶可以在整個(gè)自動(dòng)化過程中提高性能和響應(yīng)。

以太網(wǎng)是一個(gè)強(qiáng)大而穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)框架，與串行通信和現(xiàn)場(chǎng)總線等其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相比具有更多的可能性。以太網(wǎng)還提供容錯(cuò)和故障切換功能，即使在故障情況下，網(wǎng)絡(luò)也能正常工作。

在運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT）和信息技術(shù)（IT）領(lǐng)域，以太網(wǎng)是獲得普遍理解和接受的通訊協(xié)議。設(shè)計(jì)、開發(fā)、安裝和支持以太網(wǎng)系統(tǒng)的人員，比了解替代協(xié)議的人員加起來還要多。這種理解有助于為協(xié)作和最終的IT/OT融合提供一個(gè)通用平臺(tái)。

使用以太網(wǎng)雖然初始成本可能較高，但其長(zhǎng)期效益會(huì)超過初始投資成本，還能減少未來的麻煩，包括減少停機(jī)時(shí)間，解決無人理解的通信問題，資源靈活性，或者幫助公司收集數(shù)據(jù)并輕松地將關(guān)鍵標(biāo)簽傳遞給那些更高級(jí)別的系統(tǒng)。

作者：Bryan Little

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