在本系列的第一部分中，我們深入研究了以太網(wǎng)在自動(dòng)化行業(yè)中的突出地位，1與傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線相比，它有許多優(yōu)勢(shì)。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，以太網(wǎng)解決方案提供了卓越的帶寬、能源效率和設(shè)備選項(xiàng)，所有這些都源于底層技術(shù)的靈活性、數(shù)十年的發(fā)展和成熟的供應(yīng)商社區(qū)。

在本條目中，我們將介紹 EtherNet/IP，并研究如何在全廠自動(dòng)化和控制系統(tǒng)中實(shí)施它。該標(biāo)準(zhǔn)基于以太網(wǎng)，與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施基本兼容，這使其成為提高工廠性能同時(shí)簡(jiǎn)化成本控制的主要候選者。

思科和羅克韋爾自動(dòng)化公司 2011 年的聯(lián)合出版物解釋說(shuō)：“使用開(kāi)放式行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如以太網(wǎng)）的單一系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)于實(shí)現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)激烈的制造環(huán)境所需的靈活性、可見(jiàn)性和效率至關(guān)重要。

EtherNet/IP 作為自動(dòng)化的基礎(chǔ)：工廠車間和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層協(xié)議

作為 2013 年 11 月移動(dòng)、以太網(wǎng)和無(wú)線研究的一部分，控制工程對(duì) 200 名受訪者進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，EtherNet/IP 是該組中使用最廣泛的工業(yè)協(xié)議，輕松領(lǐng)先于該領(lǐng)域的其他協(xié)議。3超過(guò)70%的受試者報(bào)告在其設(shè)施中使用了EtherNet/IP。

EtherNet/IP 的普及跨越了采礦和汽車制造等多個(gè)行業(yè)。特別是在全廠自動(dòng)化中，EtherNet/IP 可以支持眾多應(yīng)用的融合，同時(shí)確保實(shí)時(shí)性能。在整個(gè)工廠使用以太網(wǎng)，EtherNet/IP連接工業(yè)和辦公室通信。

EtherNet/IP 可以根據(jù)思科和羅克韋爾自動(dòng)化的全廠融合以太網(wǎng) （CPwE） 實(shí)施，CPwE 是一種用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的參考架構(gòu)。4其目的是通過(guò)面向設(shè)備運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，將工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)應(yīng)用程序與更廣泛的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集成。EtherNet/IP 支持這種安排。

在全廠范圍內(nèi)實(shí)施 EtherNet/IP 時(shí)，網(wǎng)絡(luò)需要結(jié)構(gòu)化，包括第 2 層和第 3 層多交換機(jī)層次結(jié)構(gòu)，以及基于每個(gè)設(shè)備的功能及其可能具有的性能和可用性要求的區(qū)域分段。在最低級(jí)別，人們將擁有執(zhí)行器，機(jī)器人等，驅(qū)動(dòng)和批量控制等應(yīng)用程序位于下一級(jí)，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)位于最頂層。

深入研究這種EtherNet/IP設(shè)置的更精細(xì)功能，VLAN可用于分割工業(yè)和非工業(yè)流量，同樣，防火墻對(duì)于封鎖制造和企業(yè)區(qū)域也是必要的。此外，管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)為網(wǎng)絡(luò)提供必要的彈性、環(huán)路預(yù)防、組播管理、診斷和其他服務(wù)。千兆光纖上行鏈路和冗余路徑，以及基于工廠物理布局建模的邏輯拓?fù)?，支持彈性網(wǎng)絡(luò)。

通過(guò)以太網(wǎng)/IP 實(shí)現(xiàn)全廠融合以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)

經(jīng)驗(yàn)豐富的工廠操作員擁有豐富的資源來(lái)設(shè)置以太網(wǎng)/IP。此外，EtherNet/IP 利用標(biāo)準(zhǔn)的、未經(jīng)修改的以太網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)化了這一過(guò)程。但是，CPwE的EtherNet/IP實(shí)施指南為企業(yè)提供了什么？

使用基于以太網(wǎng)的協(xié)議（如 EtherNet/IP）的根本優(yōu)勢(shì)來(lái)自于以太網(wǎng)和 IP 技術(shù)的成本效益、靈活性和演進(jìn)。使用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式自動(dòng)化的模塊化標(biāo)準(zhǔn)也存在類似的優(yōu)勢(shì)。這些好處有助于解決以下問(wèn)題：

系統(tǒng)維護(hù)：以太網(wǎng)是基于傳統(tǒng)的自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的良好替代方案，因?yàn)樗菀着c企業(yè)集成，維護(hù)成本更低。此外，以太網(wǎng)和IP方面的人員和專業(yè)知識(shí)更容易獲得。

數(shù)據(jù)管理：使用基于以太網(wǎng)的協(xié)議可實(shí)現(xiàn)更好的可用性以及具有實(shí)時(shí)特性的性能。使用單一網(wǎng)絡(luò)可簡(jiǎn)化跨多個(gè)應(yīng)用程序和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理。

與業(yè)務(wù)流程集成：工廠車間和企業(yè)系統(tǒng)之間的鏈接有助于更快速地做出決策。工廠特定的設(shè)計(jì)和廣泛的驗(yàn)證確保了可靠性和可持續(xù)性。

歸根結(jié)底，使用以太網(wǎng)協(xié)議（如 EtherNet/IP）進(jìn)行全廠自動(dòng)化可以滿足確定性性能的要求，同時(shí)利用易于維護(hù)的以太網(wǎng)和 IP 標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)以太網(wǎng)在自動(dòng)化行業(yè)中是可行的，因?yàn)檫@種功率和便利性的結(jié)合不斷推動(dòng)它超越傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的能力。

審核編輯：郭婷