你們現(xiàn)有的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，是否做好了準備，來迎接現(xiàn)在或未來以太網(wǎng)以及其它各種通訊需求的到來?如果有必要，可以通過本文中提到的4個步驟，來對此做出評估。思考8個布線問題，留意3個實施步驟，獲取相應(yīng)的幫助，來避免可能出現(xiàn)的一些誤區(qū)。

控制工程師要明白，IT不是敵人;IT也要清楚，工廠里使用的以太網(wǎng)和辦公室使用的以太網(wǎng)并不一樣。

將以太網(wǎng)集成到自動控制中，可以從最底層開始，延伸至用于控制器之間網(wǎng)絡(luò)連接的過程控制層，最后到達用于SCADA和報告功能的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)層。以太網(wǎng)可以是完成生產(chǎn)過程業(yè)務(wù)的唯一網(wǎng)絡(luò)。

在部署工業(yè)以太網(wǎng)時，工廠工程師和IT部門應(yīng)該利用專門設(shè)計和建造的以太網(wǎng)解決方案，來連接從最終用戶的IT設(shè)施到工廠車間設(shè)備的各種應(yīng)用。

最常用的以太網(wǎng)協(xié)議

2013年11月，CONTROLENGINEERING進行了一項關(guān)于以太網(wǎng)的調(diào)查，并從200份回復(fù)意見中選出了最常使用的以太網(wǎng)協(xié)議，上表列出了各個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的主管機構(gòu)及其網(wǎng)址。

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的需求評估和布線建議

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)作為自動控制層與組織其它部門之間的粘合劑，其是否具有良好的穩(wěn)定性意義重大。做好工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的評估工作，對布線和工程的實施將大有幫助。Panduit公司的工業(yè)自動化方案架構(gòu)師AndyBanathy透露，“在自動化工程中，當(dāng)開始進行設(shè)計和部署時，物理設(shè)施方面通常最容易被忽視，其影響也時常被忽視和嚴重低估。”

“結(jié)果就是，”Banathy說，“網(wǎng)絡(luò)故障中的很大部分，大概占到80%左右，是由物理層的連接問題造成的。”他強調(diào)說，造成故障的原因包括：項目領(lǐng)導(dǎo)和安裝人員之間溝通不暢，迫于進度和預(yù)算方面的壓力變更和新增功能，以及缺少對于網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)注。

Banathy介紹到，通常對于一個典型的自動化工程項目的投資來說，，軟件費用要占到60%左右;網(wǎng)絡(luò)設(shè)備位居其次，大約為23%;操作設(shè)備約占10%;布線方面的基礎(chǔ)設(shè)施等只占到7%。IT預(yù)算也經(jīng)常優(yōu)先投入到軟件和硬件等大件上，而只將很少一部分的預(yù)算投入到布線上。相對于軟件和硬件來講，布線基礎(chǔ)設(shè)施的花費比較低，但它卻是勞動密集型的工作，實施起來更容易出錯。而且由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更新比較快，在規(guī)劃布線和連接能力的時候，需要從整個生命周期進行布局，考慮20年甚至更長的時間。

評估網(wǎng)絡(luò)需求

評估一般從基礎(chǔ)開始。通過下面4個步驟，完成對物理網(wǎng)絡(luò)的評估：

1.列出所有需要連接的設(shè)備?？赡馨C器、傳感器、控制器、攝像頭、驅(qū)動器、交換機等。規(guī)劃應(yīng)當(dāng)包括當(dāng)前以及之后20年的需求。

2.然后考慮網(wǎng)絡(luò)通信量、通訊類型(如數(shù)據(jù)、視頻、控制信號、網(wǎng)絡(luò)語音)、以及對時間有要求的過程控制信號。這個工作有助于確定帶寬需求。

3.勘察工廠，確定如何走線，考慮環(huán)境的惡劣程度，了解是否有障礙等。

4.與生產(chǎn)運行人員一起，在網(wǎng)絡(luò)可用性方面達成一致。網(wǎng)絡(luò)對運行的重要性如何?停機損失如何?

檢查7個功能區(qū)域

在物理設(shè)施評估中，Panduit公司會檢查7個功能區(qū)域：散熱、接地、機架電源、路徑、標簽管理、布線以及機架和機柜。根據(jù)諸如美國電信工業(yè)協(xié)會(TIA)之類的標準所制定的專門條款以及最優(yōu)實踐，為每個功能區(qū)域按照0-5分打分，5是最好的。比如，對于連接不好的機架、混亂的通訊來講，接地問題可能是最重要的關(guān)注點。

3個實施步驟

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實施，需要經(jīng)過3個基本步驟：評估、設(shè)計和部署。評估包括接地、環(huán)境影響、路徑、電源以及其它事項。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計需要考慮的元素包括布局、編程、部件選擇、盤臺設(shè)計、電纜走線以及其它事項。設(shè)計交付物包括CAD圖紙、物料清單(BOM)和技術(shù)規(guī)格書。部署步驟包括安裝、驗證、測試和培訓(xùn)。

8個關(guān)于網(wǎng)絡(luò)布線的問題

1.多少布線才是足夠的?

2.是否應(yīng)該使用光纜?

3.電氣噪聲如何處理?

4.系統(tǒng)是否有能力處理數(shù)據(jù)傳輸量?

5.是否可以使用無線網(wǎng)絡(luò)?

6.如何實現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)接入?

7.對停機時間的容忍度是多少?

8.如何為將來做規(guī)劃?

避免以下誤區(qū)

在網(wǎng)絡(luò)工程項目中，需要避免的誤區(qū)包括：不要在文檔上走捷徑，尤其是物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上。完整的設(shè)計和安裝文檔，對于項目的成功，十分關(guān)鍵。要時刻想著未來發(fā)展的需要。在高性能電纜方面的投資絕對劃算，尤其是在考慮網(wǎng)絡(luò)擴張時。使用標準和參考架構(gòu)，可以確保設(shè)計的優(yōu)化。最后，需要考慮安裝人員完成任務(wù)所需要的具體條件。

從整體考量

在評估工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的需求時，羅克韋爾自動化公司咨詢部門的全球運行和業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理DayanRodriguez給出了更多的推薦。他認為評估時應(yīng)該檢查整個工廠環(huán)節(jié)(從接收、處理、包裝到運輸)和整個企業(yè)鏈(從供應(yīng)商到客戶，從你自己的現(xiàn)場到其它現(xiàn)場)，以及目標和挑戰(zhàn)(更低的業(yè)主總成本、更快的投入到市場，更好的資產(chǎn)優(yōu)化、更好的風(fēng)險管理)。通過網(wǎng)絡(luò)融合，很多事情都是可以處理的，連接更多資產(chǎn)和應(yīng)用的能力，更高的集成度以及跨區(qū)域合作。

例如一個全球性的飲料公司在引進新產(chǎn)品時，需要將設(shè)計、開發(fā)、安裝和生產(chǎn)設(shè)備的組裝、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)在多個不同的區(qū)域完成。完工日期要考慮多種業(yè)務(wù)影響因素。實施工作包括IT和生產(chǎn)利益相關(guān)方的運營協(xié)議。

Rodriguez說，這個項目的開發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計工作，主要基于普度模型和承包商的最優(yōu)實踐，該實踐使用了區(qū)和層之間的隔離。其結(jié)果是帶來在基礎(chǔ)設(shè)施投資方面、實施層面工作的節(jié)省和層級化?？v深防御結(jié)構(gòu)利用區(qū)域隔離來確保在某些特定區(qū)域的故障不會傳遞到其它區(qū)域。