通过Chris Vitale, TURCK网络高级产品经理
随着对持续沟通需求的增长，连接正成为企业效率和生产力的基础。先进的协议能力可以帮助制造商实现快速、安全、可靠的数据传输，工厂范围。
制造商面临着不断提高生产率和降低运营成本的需求。当今可用来简化生产的强大工业工具是可靠的、企业级的连接性，它能够交付高水平的可见性、控制和灵活性。为了适应不断发展的网络需求——如分散控制、综合诊断和简化维护——网络协议与工业设备和控制系统集成，以通信关键状态更新和生产数据。
随着从点到点连接的迁移，端到端等网络体系结构确保了从设备级到企业业务系统的连接性、协作和集成。通过检查以太网、DeviceNet和PROFIBUS的性能和应用适用性，制造商可以根据其应用需求选择合适的网络，从而对所有生产组件进行连续、完全的控制。
主动增强网络能力可以提供以下优势:完整的流程效率和对系统控制的远程访问、更快的因素层事件响应时间和减少停机时间，等等。通过最大化的生产控制，企业连接可以提高产品质量、客户满意度和公司盈利能力。
随着工厂的扩张，信息需要以更快的速度和更大的数量传输，保持可靠的企业连接对于持续的整体生产是必要的。
以太网
开发以太网的主要目的是传送大量的信息。它最初被降级到办公室级别的网络，在那里多个客户端使用网络来共享信息。以太网已经扩展到传统用途之外，随着以太网/IP的出现，它已经进入工厂。以太网是数据采集、传输和监控的可靠解决方案。
对于以太网/IP，数据交换基于生产者/消费者模型。一个发送设备在网络上产生数据，多个接收设备同时消耗这些数据。在此数据交换过程中产生的流量可以包括输入/输出数据和远程设备产生的状态更新，供一个或多个可编程控制器使用。通过以太网/IP收集和控制的数据可以使用一种未经确认的方法在网络上的设备之间发送信息，这意味着数据传输没有保证。因此，为了确保传输，必须在数据传输之前实现一个更高的层。
对于增强的工业通信，传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)提供了一组服务，使设备可以在以太网网络上通信。随着Internet和内部网的日益普及，用于内部信息分发的TCP/IP已得到发展，并已被传送到所有主要的计算机操作系统。制造商实现以太网TCP/IP网络的一个典型例子是将通信扩展到工厂范围，通过Internet连接到公司的全球网络。以太网TCP/IP可以利用以太网的高数据管理能力来执行各种任务，而不需要消息响应时间的高确定性或可重复性。常见的TCP/IP应用程序包括程序维护、数据传输、网页检索、监控控制、操作员界面连接以及事件和报警记录。
设备网
DeviceNet是一种低成本的通信协议，它连接并充当工业控制器和I/O设备之间的通信网络，每个设备作为网络上的一个节点。该协议用于连接和联网各种工业设备，包括限位开关、传感器、阀门歧管、电机启动器、过程传感器、条形码读取器、变频驱动器、面板显示和操作界面。DeviceNet基于控制器区域网络(CAN)面向广播的通信体系结构，确保在发生数据冲突时，最高优先级的消息始终能够访问总线。在DeviceNet中，这些优先级被进一步定义，给I/O消息以最高优先级，给配置消息以较低优先级。
DeviceNet能够在客户机/服务器和主/从基础上操作，能够满足不同的通信需求。通过客户端/服务器，网络提供了一种方便的方式来互连分布在不同位置的程序。它还允许点对点数据交换，其中一个节点可以发起与其他节点或对等节点的通信。通过主/从操作，主节点发起与响应主节点请求的所有其他节点的通信。DeviceNet适合于收集和管理机器和过程控制系统所依赖的I/O数据。
DeviceNet网络支持最多64个节点，提供几乎无限数量的I/O。总线采用干线-垂线拓扑结构，允许总线电源和通信由单一电缆提供。该协议兼容一系列工业制造产品，使其能够连接到几乎任何设备，并允许工作站轻松添加到现有的操作。此外，通过允许直接连接到控制设备，它消除了点对点布线，从而改善了设备之间的通信，并提供了不容易通过点对点I/O接口访问的关键设备级诊断。
DeviceNet连接到可编程逻辑控制器(plc)，通过这些plc获取和发送消息到网络，通常是用pc编程的。这些站的目的是将数据从工业设备转移到控制器，以及执行不同的控制功能，如PID回路，启动/停止电机，开关指示器ON和OFF，位置阀门等。此外，为了更灵活，连接到DeviceNet站的设备也可以热插拔-移除和更换，而不影响连接到站的其他操作。
现场总线
PROFIBUS是一种工业网络协议，用于连接现场I/O设备，消除了硬布线。它旨在增加设备级诊断能力，同时保持设备之间的高速通信。PROFIBUS- dp是基于RS-485串行数据传输标准的PROFIBUS版本，用于工厂自动化和机器控制解决方案。RS-485允许多个设备(最多32台)在单对电线上进行通信，距离可达1200米(4000英尺)。
PROFIBUS-DP网络支持多达126个节点，几乎不限制I/O，通过单独的电缆提供电源和通信，允许容易分割的电源结构，以避免过载。此外，网络长度和节点的数量可以很容易地扩展使用各种中继器产品。这种能力使得从一个中央计算机控制站控制生产和其他大范围的过程，如工厂车间。
在选择网络协议时，速度是一个关键因素。该协议能够运行高达12mbaud的数据速率。但在高速下使用时，从中继到节点的落线长度是有限的。例如，当厂商使用12maud时，节点必须直接接入中继，不允许掉线。
除了提供机器控制应用所需的通信能力，该协议也非常适合过程应用和危险区域位置。对于具有挑战性的工业环境中的通信，PROFIBUS-DP可以直接连接到分类区域的I/O设备，从而大大节省了屏障和布线。此外，PROFIBUS- pa是PROFIBUS的另一个版本，是PROFIBUS- dp系统的扩展，允许在危险区域直接进行网络通信。
企业连接的好处
随着工厂的扩张，信息需要以更快的速度和更大的数量传输，保持可靠的企业连接对于持续的整体生产是必要的。由于网络协议将办公室和工厂连接起来，在制造企业网络之间提供安全、无缝的互操作性，从而实现了Internet和企业的持续连接。实现一个完整的端到端网络解决方案可以带来一系列的好处，包括更低的总体拥有总成本(TCO)、更高的投资回报(ROI)(由于实时可见性和灵活性)、更少的网络维护以及更低的劳动力成本。
连接网络允许模块化，这是传统布线方法所不能提供的，因为电子控制系统不容易使用导管和单独的电线进行修改。相比之下，模块化网络可以快速、容易地设计和修改，大大减少了设计和制造时间。
企业连接的一个直接优势是安装和维护成本的降低。由于即插即用的简单性，实现设施广域网比传统的有线连接更快。剥离护套、准备导体、将电缆穿过压盖、将电线插入端子和紧固电缆压盖所需的时间可达每次连接5至10分钟。当传统布线安装在物理要求很高的位置时，这个过程可能会变得更加复杂和耗时。此外，随着布线错误的消除，制造商通过限制生产停机时间和维护，以确保持续的性能，从而获得更大的节省。
此外，连接网络最有利的特点之一是最短的修复时间，只需几分钟而不是几小时，因为网络或I/O电缆的任何部分都可以在几秒钟内更换。全连接网络基本上消除了信号线故障排除和维修。通过不断访问实时数据，可以更快地提供任何问题的诊断信息，通过纠正措施提高正常运行时间，从而改善工厂运行。此外，通过提供更快、更低成本的工厂升级、扩展和更换，连通性促进了企业增长和工厂效率。
TURCK
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