BOB半岛·(中国)官方网站-工业过渡：实现可信的工业自动化

本文摘要：新技术的变革以及对更加高效生产工艺和生产厂的盼望于是以推展工业设施再次发生前所未有的变革。

新技术的变革以及对更加高效生产工艺和生产厂的盼望于是以推展工业设施再次发生前所未有的变革。这些变革提升了自动化程度、精确度和能用数据量。这些变革使工业4．0沦为现实，为制造商带给更大的发展前景和商机，在增加废气的同时，通过提升生产力、安全性和可靠性在全球经济环境中强化竞争优势。据估计，未来10年将带来自动化设备制造商价值大约6．5万亿美元的商机。

虽然这一商机极具吸引力，但还有不少根本性障碍必须解决。例如，在传统激进的工业领域，新技术的使用一般来说进展较慢。自动化工厂目前一般来说是新旧系统的混合体，适当的系统间通信更为简单。

现有的基础设施基本上没有办法构建在网络边缘安全性地捕捉和传输数据。简而言之，生产工厂和加工厂会一夜之间转变。这必须一段过渡期。

为了构建和加快这一过渡性，自动化供应商开始向ADI这类的技术合作伙伴和供应商谋求更好的系统领域专业知识和解决方案。联网企业所需的过渡性，尤其是以太网和安全性工业以太网已普遍应用于掌控应用领域，并且随着企业和市场向工业4．0过渡性，将之后作为选用通信介质不断扩大。其中一个挑战是解决问题以太网的确定性问题。

许多协议使用专有的第2层解决方案。然而，在尝试萃取涉及数据以供企业网络较高级别用于或在有所不同生产节点之间协商时，这些协议不会造成大量的互操作性问题。

新的IEEE802．1TSN标准目的解决问题工业掌控中遇上的同类问题，并允诺反对从专有解决方案向基于标准的方式过渡性。以太网传统上是一个“尽力而为”的网络。为了能将以太网部署到关键任务应用于中，必须减少一些类似功能，还包括时间实时、流量调度、流量掌控、无缝校验等其它功能。这些新兴的IEEETSN标准背后的目的是构建确实的融合网络，使网络中各种类别的流量都能无缝并存。

这将使关键任务的动态流量可以像流式传输和“尽力而为”的流量一样，在同一网络上传输。这些功能使网络设计人员可保证在整个网络拓扑结构中每次都能及时交付给特定类别的流量。

与专有的第2层解决方案有所不同，这些功能目的可拓展至千兆或更高的线路速率。ADI公司最近并购了工业互联网联盟的主要成员和贡献者Innovasic，助力TSN。

将边缘设备相连到TSN反对的融合可靠工业4．0联网企业网络带给许多挑战。当前边缘设备中的通信技术（如现场总线和4mA至20mA电流环路）可以长时间且可信地工作。但是，将其数据传输至云端（本地或远程）时，从工厂厂房到前端办公室的路径中一般来说不会不受多层通信的妨碍。

一般来说必须网关将一种格式或协议切换为另一种格式或协议，并且数据可能会存储在实际分析末端途中的多台服务器上。将数据从非常简单传感器传输至云端的总享有成本不仅牵涉到数据交付给所需的设备，而且牵涉到整个过程中为保证数据完整性所需的软件、处置技术和人力。虽然将以太网相连到诸如温度变送器这样的非常简单设备有可能看上去有点互相对立，但这与设备非常简单与否或其产生／消耗比较较较少的数据牵涉到。这关系到如何需要有效地从融合网络上的设备中萃取数据，然后将这些数据应用于可继续执行的结果。

例如，分布式控制系统（DCS）可能会用于来自温度传感器的数据，以保证其部分过程运营实时控制。然而，这个特定温度也可能会影响整个过程。通过将温度变送器无缝连接至云端，可以几近动态地考虑到所有过程参数来继续执行分析，以保证整个过程的运营。

可以展开调整，以优化生产或提升能效。ADI将解决问题这些挑战视作客户顺利的关键，这也是促成我们投资尖端技术，将以太网推上边缘的动力因素。

我们称作较低复杂度以太网的关键技术是一种将非常简单工业设备（如温度变送器）必要相连到以太网的驱动技术。图1．单芯片、多种以太网协议。

1较低复杂度以太网解决问题了当今标准2层以太网实施方案中的传统尺寸、功耗和成本问题，从而减少向云端传送数据的总享有成本。向融合工业以太网网络的过渡性也必须物理层的创意，以获取与现有系统的一些固有功能相匹配的解决方案。许多普遍部署的以太网物理层标准将电缆长度容许为100米，并且必须多根双绞线电缆来实行。

相比之下，工厂自动化网络的大部分现有基础设施加装都使用单双绞线布线建构，这种布线需要反对数据速率为31．25kbps下长约1000米的距离。为了解决问题这个问题，ADI正在与IEEE赞助商反对的主要工业合作伙伴协作研发新的以太网标准。

该标准称作10SPE，它将运营于单双绞线电缆之上，反对距离长达1000米，数据速率为10Mbps。ADI使用基于标准的协作方法来解决问题这个问题，帮助减少应用于障碍，并延长构建整个工厂范围的融合网络目标的时间。

除研发反对以太网融合的新功能以外，其他早已用于100Mbps确定性以太网的应用于正在谋求突破比特率和性能无限大。像机器人这样的应用于必须更加多比过去控制精度更高的坐标轴。

将掌控网络过渡性至千兆网速有助符合这些拒绝，这也代表了工业以太网市场的另一个主要趋势。以太网的疾速顺利常常让以太网用户求助于解决问题与其应用于涉及的安全性问题。

工业网络边缘的数据和检测市场需求的预期快速增长可能会受阻于安全性风险。此外，工业掌控应用于中对较低延后和晃动性能的拒绝可能会与安全性拒绝必要冲突。使用这些技术的用户必需尽早解决问题这些应用于中的性能和安全性问题。ADI公司最近并购了SyprisElectronics的安全性业务部门（SCIOMetrics）工业领域的网络安全风险日益获得推崇。

由于工业4．0和工业物联网（IIoT）的蓬勃发展，工业空间被定义为普遍的分布式设备、动态信息流和横跨环境网络以获取新功能。然而，令人并不深感吃惊的是，随着新功能的创立，它也带给了前所未有的新的安全性威胁，而且比以往任何时候都更加现实。如果您想象一下必需安全性相连至网络的设备数量，就不会理解，为这些设备创建身份有多艰难。

物理的分布式分享加密密钥迅速显得不切实际，证书交换式管理转化成为物流噩梦。若要构建可靠的工业4．0企业的愿景，无密钥建立身份至关重要。某种程度，必须具备较低相同延后和小型化硬件和／或软件占用空间的轻量级加密技术来安全性相连在网络边缘高度有限的设备。ADI在资源有限设备的身份验证和安全性解决方案以及轻量级区块加密等技术领域投放巨资，以解决问题这些最重要问题。

图2．我们的关键竞争力是构建可靠的自动化。结论ADI公司工业自动化业务部门致力于为工业网络的边缘检测、掌控、监控和鲁棒动态通信系统领域获取领先的解决方案。

ADI公司早已研发并累积了多个领域的专长科学知识，还包括安全性和证书、功能和本质安全性以及多协议反对等。我们将通过强有力的合作，构建并减缓向传感器到云的可靠工业物联网联网企业的过渡性。

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