【工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展火熱，如何渡過(guò)百家爭(zhēng)鳴時(shí)代有待觀察 】近年來(lái)，隨著工業(yè)自動(dòng)化、智能化需求的提出，工業(yè)以太網(wǎng)迎來(lái)了發(fā)展，從商業(yè)應(yīng)用到工業(yè)自動(dòng)化，以太網(wǎng)經(jīng)歷了技術(shù)的發(fā)展和突破，未來(lái)只要解決行業(yè)發(fā)展中的一些缺陷，就能為工業(yè)控制領(lǐng)域帶來(lái)更多活力。

所謂工業(yè)以太網(wǎng)，既在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)相兼容，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，通過(guò)對(duì)材質(zhì)、強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議等的考慮，以滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)適用性、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、安全性、可操作性等方面的需求的工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)前，隨著工業(yè)自動(dòng)化、智能化發(fā)展趨勢(shì)的日漸顯露，以PLC、工業(yè)軟件、工業(yè)機(jī)器人等為代表的工業(yè)設(shè)備產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)獲得了迅速壯大，為了將這些設(shè)備構(gòu)成一個(gè)完整的自動(dòng)化、智能化解決方案，急需一個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)對(duì)各組成部分進(jìn)行串聯(lián)。因此，在工廠設(shè)備、系統(tǒng)集成，以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的需求驅(qū)動(dòng)下，工業(yè)以太網(wǎng)迎來(lái)了發(fā)展和增長(zhǎng)。

工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略的提出和深入，帶動(dòng)了一批智能工廠在各地的出現(xiàn)，在這些工廠中，自動(dòng)化的生產(chǎn)是一方面，數(shù)據(jù)化的安全又是另一方面，兩方面的需求正好給了工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)揮數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備控制、安全監(jiān)控等功能的機(jī)會(huì)，讓工業(yè)以太網(wǎng)成為助力智能工廠高速、安全、節(jié)能運(yùn)行的重要部分。

在這樣的情況下，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，工業(yè)以太網(wǎng)的市場(chǎng)發(fā)展速度一年勝過(guò)一年。截至2017年，全球工業(yè)以太網(wǎng)增長(zhǎng)速度迎來(lái)新高，增長(zhǎng)率高達(dá)22%，市場(chǎng)占有率也從前一年的38%提升到46%，市場(chǎng)發(fā)展呈現(xiàn)出一片飛速繁榮景象。

而在技術(shù)方面，快速以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，給工業(yè)以太網(wǎng)的非確定性問(wèn)題帶了轉(zhuǎn)機(jī)，讓其通信確定性和實(shí)時(shí)性獲得有效提升，相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性帶來(lái)保障。同時(shí)各種協(xié)議的出現(xiàn)，也滿足了工業(yè)以太網(wǎng)的互操作條件，解決了工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通信問(wèn)題。

當(dāng)前發(fā)展中主要問(wèn)題

雖然在相關(guān)政策和智能工廠的助力下，工業(yè)以太網(wǎng)市場(chǎng)發(fā)展極為迅猛，相關(guān)技術(shù)也取得了不錯(cuò)的突破，但其自身發(fā)展依然面臨困境。

一方面，工業(yè)以太網(wǎng)畢竟是從商業(yè)領(lǐng)域延伸過(guò)來(lái)的，實(shí)際應(yīng)用中必然存在一定的適用性問(wèn)題，比如工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力要求就比商業(yè)領(lǐng)域更高，商業(yè)領(lǐng)域能有效應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)領(lǐng)域很可以造成波動(dòng)或信息丟失。此外，工業(yè)以太網(wǎng)的穩(wěn)定性、時(shí)效性、可操作性等方面都有待進(jìn)一步的改進(jìn)。

另一方面，標(biāo)準(zhǔn)化多協(xié)議一直是困擾工業(yè)以太網(wǎng)的主要難題。作為新興行業(yè)的工業(yè)以太網(wǎng)，目前并沒(méi)有制定明確統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這就導(dǎo)致了發(fā)展過(guò)程中形成了多種不同的以太網(wǎng)技術(shù)，久而久之就構(gòu)成了不同的陣營(yíng)。發(fā)展至今，已有Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT、Modbus-TCP、EthernetPOWERLINK等多種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，且每種產(chǎn)品協(xié)議的更迭速度也很快，多標(biāo)準(zhǔn)并存的局面在短期內(nèi)難以打破。

工業(yè)以太網(wǎng)自身技術(shù)尚不去說(shuō)，單就多協(xié)議問(wèn)題如果不能解決，長(zhǎng)此以往不同標(biāo)準(zhǔn)之間的工業(yè)以太網(wǎng)將一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，這必定會(huì)直接影響到整個(gè)行業(yè)的前進(jìn)，尤其是在信息化大時(shí)代下，信息無(wú)法實(shí)現(xiàn)融合交流將成為工業(yè)以太網(wǎng)的重大缺陷。

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)與前景

如今，憑借著應(yīng)用廣泛、價(jià)格低廉、通信速度快、軟硬件產(chǎn)品豐富、支持技術(shù)較為成熟等優(yōu)點(diǎn)，以太網(wǎng)已經(jīng)在工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的資源管理層和執(zhí)行制造層取得了廣泛應(yīng)用，且不斷呈現(xiàn)出向工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)延伸的趨勢(shì)。

在此趨勢(shì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，一段時(shí)間內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)將與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合，通過(guò)兩者的結(jié)合應(yīng)用為工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)提供安全、穩(wěn)定、高效的網(wǎng)絡(luò)，待到技術(shù)和市場(chǎng)更加成熟后，最終將對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行完全取代。

總的來(lái)說(shuō)，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信已成大勢(shì)所趨，國(guó)際電工委員會(huì)等組織已經(jīng)起草了相關(guān)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，意在推動(dòng)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應(yīng)用，而我國(guó)各大院校科研機(jī)構(gòu)也已經(jīng)取得了相應(yīng)的技術(shù)突破，為以太網(wǎng)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信應(yīng)用掃除了主要障礙。

未來(lái)，隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展成熟，工業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)時(shí)性、安全性、不確定性也將得到更多改善，高性能低成本的工業(yè)以太網(wǎng)將會(huì)滲透到越來(lái)越多工業(yè)控制領(lǐng)域之中，持續(xù)為工業(yè)通信行業(yè)注入力量。同時(shí)，隨著工業(yè)以太網(wǎng)從管理層、制造層向控制現(xiàn)場(chǎng)不斷發(fā)展，其也將如人們賦予它的稱號(hào)“一網(wǎng)到底”一樣，對(duì)工業(yè)管理、生產(chǎn)、監(jiān)控實(shí)現(xiàn)真正的全面掌控。