自從20世紀80年代誕生以來，以太網(wǎng)已經(jīng)經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程。個人計算機行業(yè)已經(jīng)了解如何能夠低成本的使用基本技術(shù)，而在一個單一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下工作的自動化供應(yīng)商則已經(jīng)了解如何提升網(wǎng)絡(luò)性能，使其成為車間中穩(wěn)定的聯(lián)網(wǎng)方案。為了保證供應(yīng)商和用戶的方向一致，我們需要標準。ODVA就是一個標準化組織，負責開放式技術(shù)的開發(fā)，并幫助制造商從事標準開發(fā)、認證、供應(yīng)商教育并在行業(yè)中進行推廣。
《工廠工程》對Brian Oulton進行了采訪。他是ODVA組織中羅克韋爾自動化公司的代表，也是ODVA以太網(wǎng)及EtherNet/IP在車間聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究的首席專家。
PE:近些年推動以太網(wǎng)（以各種形式）在車間工業(yè)聯(lián)網(wǎng)中迅速普及的原因是什么？
Oulton：以太網(wǎng)已經(jīng)作為工業(yè)自動化領(lǐng)域的編程和人機界面網(wǎng)絡(luò)普及了很多年，因為它可以處理海量的數(shù)據(jù)，比如下載可編程控制器的程序。隨著技術(shù)進步，網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度從每秒10兆發(fā)展到100兆，供應(yīng)商在以太網(wǎng)中加入了更多的自動化產(chǎn)品，將以太網(wǎng)的應(yīng)用擴展到幾乎全部可以使用傳統(tǒng)現(xiàn)場總線的領(lǐng)域。消費者正在快速的采用以太網(wǎng)，因為它已被證明運行良好，可以應(yīng)付多種應(yīng)用，同時也因為可以使用在商業(yè)企業(yè)當中的緣故，更為知名。
PE:在工業(yè)環(huán)境使用的各種以太網(wǎng)中，EtherNet/IP似乎現(xiàn)在排名第二，僅次于基本的TCP/IP。為什么EtherNet/IP會超越其他版本的以太網(wǎng)呢？
Oulton：EtherNet/IP是世界領(lǐng)先的工業(yè)以太網(wǎng)，這有很多種原因。首先，它適用的范圍最寬，包括離散、安全。運動、流程和驅(qū)動應(yīng)用。一些以太網(wǎng)由于涉及或者當前產(chǎn)品線的原因只是局限在某些特定的應(yīng)用。
第二，與一些基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)不同，EtherNet/IP使用與電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)和其他很多常見應(yīng)用以同一種方式使用相同的標準，無需進行任何修改。這使得供應(yīng)商可以快速的采用EtherNet/IP，并將業(yè)已存在的很多特征和工具直接用于工業(yè)聯(lián)網(wǎng)當中。其他版本的遷移就沒有這么迅速了，因為需要對標準進行修改，無法重用很多特征和工具，而是需要重新進行開發(fā)。
第三，EtherNet/IP標準是由ODVA進行管理，這是一家開放性的組織，為供應(yīng)商提供平等的會員資格，為標準網(wǎng)絡(luò)做出貢獻，同時幫助其他的成員。因此，EtherNet/IP可以提供來自很多供應(yīng)商的具有互操作功能的以太網(wǎng)產(chǎn)品，進而鞏固了EtherNet/IP的市場地位。今天，有超過250家供應(yīng)商已經(jīng)認識到了EtherNet/IP的優(yōu)勢，其中包括羅克韋爾自動化、施耐德電氣、歐姆龍、艾默生、三菱以及其他很多領(lǐng)先自動化供應(yīng)商。它們?yōu)镺EM廠商和最終用戶提供超過850種自動化產(chǎn)品，基于EtherNet/IP安裝了數(shù)百萬臺設(shè)備。
PE:以太網(wǎng)實際的定義指的是數(shù)據(jù)傳輸線纜系統(tǒng)，在ISO協(xié)議棧中僅僅覆蓋最底部的兩層。請您簡要解釋一下協(xié)議棧，以及其他的層級如何讓以太網(wǎng)在工業(yè)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用。
Oulton：當你聽到IEEE 802.3標準，它指的是ISO/OSI參考模型中的物理層。常見的以太網(wǎng)中間層標準指的是TCP/IP或者TCP/UDP/IP。Novell網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和其他幾個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都沒有TCP/UDP/IP這么普及。頂層包含電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)和其他應(yīng)用的實際使用協(xié)議，也包括支持本棧使用的EtherNet/IP的通用工業(yè)協(xié)議，還包括其他棧使用的ControlNet、DeviceNet和CompoNet。使用以太網(wǎng)的底層（物理層），可以讓工業(yè)以太網(wǎng)使用相同的硬件以及在企業(yè)中常見的芯片組，但是使用TCP/UDP/IP可以使用很多標準工具和特征，比如優(yōu)先與其他通訊的功能。
PE: EtherNet/IP現(xiàn)在開發(fā)相關(guān)的儀表以及其他設(shè)備級自動化系統(tǒng)元件。能否列舉一些利用EtherNet/IP聯(lián)網(wǎng)性能的設(shè)備類型？
Oulton：現(xiàn)在在全球范圍內(nèi)有一系列的EtherNet/IP產(chǎn)品在銷售并在各種制造基地運行。產(chǎn)品線非常豐富，可以滿足各種控制系統(tǒng)的需求。產(chǎn)品不僅只有人機界面、控制器、機器人、I/O、閥門、驅(qū)動和計算機，今天的EtherNet/IP還可以支持扭矩工具、焊接、條形碼、視覺系統(tǒng)、稱重儀表和很多其他的應(yīng)用。
最新的一個應(yīng)用是精確運動控制系統(tǒng)。羅克韋爾自動化的Allen-Bradley Kinetix 6500型伺服驅(qū)動使用CIP運動技術(shù)，該技術(shù)源于ODVA的通用工業(yè)協(xié)議（CIP）。CIP運動技術(shù)可以滿足確定性、實時性、閉環(huán)運動控制等方面的要求，完全遵循包括IEEE 802.3和TCP/IP在內(nèi)的以太網(wǎng)標準。在新的Kinetix 6500伺服驅(qū)動當中，可以設(shè)置位置、速度和扭矩環(huán)，為運動控制提供開放式、高帶寬的解決方案。通過加入ODVA的CIP同步技術(shù)，也就是遵循IEEE-1588的精確時鐘同步技術(shù)，多個運動軸可以實現(xiàn)精確的同步運動控制。
在儀表領(lǐng)域，Endress+Hauser最近發(fā)布了帶有EtherNet/IP聯(lián)網(wǎng)功能的Promass 83型科里奧利質(zhì)量流量計。這款新近加入EtherNet/IP產(chǎn)品族的儀表可以比傳統(tǒng)的流程儀表網(wǎng)絡(luò)提供多得多的信息，在流程應(yīng)用中融合多款高端分析儀和其他設(shè)備的功能。
PE:一些版本的以太網(wǎng)繞開了TCP/IP協(xié)議棧。為什么這些"標準"會選擇繞開？為什么EtherNet/IP包括了TCP/IP？
Oulton：一些網(wǎng)絡(luò)使用標準以太網(wǎng)，但是不遵循TCP/UDP/IP，是因為它們是在TCP/IP的潛力還沒有被充分理解之前就已經(jīng)開發(fā)出來。盡管這些網(wǎng)絡(luò)可以使用標準以太網(wǎng)線纜，你還需要使用特殊的、專利型開關(guān)，也許你也不能使用IT人員在商業(yè)系統(tǒng)用到的標準網(wǎng)絡(luò)管理或者故障診斷工具。你可能還需要專門的培訓(xùn)和服務(wù)，才能保證這些網(wǎng)絡(luò)工作。并且，將完全標準的設(shè)備插入到這些網(wǎng)絡(luò)當中，可能會引起整個網(wǎng)絡(luò)的問題。
幸運的是，ODVA具有創(chuàng)新精神和預(yù)判能力，認識到標準以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展如此迅速，一定會能夠支持工業(yè)應(yīng)用，無需任何修改。因此，EtherNet/IP比這些修改硬件或者繞開TCP/IP棧的網(wǎng)絡(luò)能夠更好的利用新的技術(shù)進步。
PE:工業(yè)以太網(wǎng)和EtherNet/IP在不久的將來，尤其是今年或者明后年，會發(fā)生哪些變化？
Oulton：標準無線以太網(wǎng)（IEEE 802.11N）的使用將在工業(yè)聯(lián)網(wǎng)中越來越重要。這一最新的標準加入了很多需要提供工業(yè)應(yīng)用穩(wěn)定性的內(nèi)容。同時，圍繞這物理介質(zhì)、線纜以及以太網(wǎng)信號的不同傳輸方式，也將會有更多的創(chuàng)新和改進。這些新的介質(zhì)應(yīng)該能夠在危險和爆炸環(huán)境中工作，可以同時傳遞信號并進行供電。這些技術(shù)將會進一步改良，部署將更加容易，從節(jié)點A到節(jié)點B的信號傳輸也將更加靈活。
我們也希望看到更多的改進，可以幫助用戶更好的體驗EtherNet/IP。與需要進行大量工作和工具才能進行診斷的現(xiàn)場總線不同，使用EtherNet/IP，已經(jīng)有很多現(xiàn)成的工具、技術(shù)和特征。未來的技術(shù)進步將會對這些功能進行擴展，提升工業(yè)環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)性能。
其他的領(lǐng)域還包括推動商業(yè)部門（比如手機、PDA和數(shù)碼照相機）的技術(shù)進步和創(chuàng)新。這些產(chǎn)品都使用標準的以太網(wǎng)和標準IP，所以也可以輕易的應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。
PE:對于工廠工程師或者控制工程師來說，在工業(yè)制造環(huán)境中實施以太網(wǎng)（或者其他的任意類型通訊）的時候，最大的單一影響因素是什么？
Oulton：EtherNet/IP的應(yīng)用可以支持并加速網(wǎng)絡(luò)集成，提供之前無法想象的商業(yè)智能和創(chuàng)新。在一開始，可以瀏覽www.ab.com/networks/architectures.html這個網(wǎng)站上的資源，包括有教育、設(shè)計指南、推薦以及以太網(wǎng)在工業(yè)制造環(huán)境中的最佳實踐。這些資源可以解決工程和IT專家面臨的很多問題。
關(guān)注本刊微信訂閱號