Nas últimas décadas, a tecnologia Ethernet tem sido um divisor de águas para as indústrias em uma variedade de áreas, desde os primeiros dias das redes da área local, até as redes de banda larga posterior, até a Internet de hoje. E agora, os principais componentes da tecnologia Ethernet estão sendo usados em fundos de controle industrial, impulsionando a evolução e a evolução de todo o ecossistema de fabricação.
De fato, a tecnologia Ethernet tradicional e o protocolo TCP/IP têm sido usados por muitos anos na indústria de manufatura para sistemas de informação e sistema de informação de rede e piso de loja para operações de produção, mas raramente para a interação e comunicação de dados e informações de controle dentro de máquinas e linhas de produção reais.
O próprio controlador da máquina (por exemplo, PLC, IPC ...) e sua conexão com o atuador (por exemplo, acionamento, motor ...). etc.) e sua interação com os atuadores (por exemplo, unidades, motores ...) a comunicação entre o próprio controlador da máquina (por exemplo, PLC, IPC, etc.) e seus atuadores (por exemplo, unidades, motores ...) e sensores sempre requer os Uso de um barramento determinístico de controle de campo. Usando o protocolo TCP/IP tradicional, os requisitos determinísticos em tempo real para comunicação do controle da máquina aos sensores e atuadores não podem ser realizado e cumpridos; portanto, não é adequado para uso como barramento de camada de controle para equipamentos industriais.
No entanto, na indústria de fabricação de equipamentos, os construtores de máquinas (por exemplo, aqueles que constroem máquinas CNC, dispositivos semicondutores ...) estão vendo a reutilização do TCP/IP como um barramento de camada de controle. No entanto, os construtores de máquinas na indústria de fabricação de equipamentos (por exemplo, aqueles que fabricam máquinas CNC, equipamentos de semicondutores, ...) veem o valor na reutilização dos componentes de hardware em uma configuração de rede baseada em TCP/IP. Isso ocorre porque o crescimento explosivo da Internet criou um padrão técnico amplamente comum para componentes de comunicação Ethernet (por exemplo, cartões, cabos, conectores ...). Como o crescimento explosivo da Internet criou um padrão técnico amplamente comum para componentes de comunicação Ethernet (por exemplo, cartões de comunicação, cabos, conectores, ...), o custo dessas placas de interface de rede (NICs) e cabos TCP foi dramaticamente reduzido para Uma fração ou até alguns décimos do custo dos cabos de campo industrial tradicional e cartões de aquisição de dados (cartões DAQ). Como resultado, reutilizar esse tipo de hardware Ethernet ajudará as organizações a obter economias econômicas significativas em comparação com as configurações tradicionais de campo dedicadas de campo na indústria.
O impacto econômico do uso da Ethernet como um campo é indiscutível, pois os componentes da Ethernet podem ajudar a provocar reduções significativas de custos do sistema e, ao mesmo tempo, são muito versáteis.
Por exemplo, com um Fieldbus proprietário, um fabricante de robôs teria que comprar todos os componentes do sistema de O&C de um único fornecedor: cartões de E/S especializados, acionamentos de servo, motores, cabos caros, conectores ... e assim por diante. etc.
Com os protocolos de comunicação baseados em Ethernet padrão, os cartões de E/S podem ser substituídos por interfaces genéricas de Ethernet, cabos de barramento dedicados podem ser substituídos por cabos genéricos CAT5 (Categoria 5 Twisted), e o custo dos sistemas de acionamento servo pode ser significativamente reduzido se o O padrão de rede suporta vários fornecedores.
Ao mesmo tempo, conectar os componentes do sistema de máquinas usando Ethernet também se tornará mais fácil. Por exemplo, o uso de cabos CAT5 genéricos, semelhantes aos usados para computadores domésticos/de escritório, facilitará o gerenciamento e a manutenção do equipamento do que o uso de cabos de comunicação de barramento complexos e especializados para controladores de dispositivos e componentes elétricos. Estes são apenas alguns dos benefícios econômicos da tecnologia Ethernet.
A indústria percebeu rapidamente que, embora os protocolos TCP/UDP/IP não pudessem fornecer a resposta determinística em tempo real exigida pelos sistemas de controle industrial, hardware de Ethernet onipresente e de baixo custo, incluindo cartões de interface de rede (NICs) e cabos Ethernet Cat5, podem ser usado para fornecer a infraestrutura necessária para a rede de sistemas de controle industrial, incluindo o uso de cabos Ethernet e NICs, e o uso de cabos Cat5 para o Rede de sistemas de controle industrial. No entanto, o hardware de Ethernet onipresente e de baixo custo, incluindo os cartões de interface de rede (NICs) e os cabos Ethernet CAT5 ... podem ser usados em sistemas de equipamentos industriais para ajudar a fornecer a resposta em tempo real necessária para aplicações de controle.
O que é necessário é um novo protocolo de comunicação em tempo real que usa a camada física do hardware da Ethernet, mas também permite que o controlador de dispositivo se conecte e se comunique com todos os sensores e atuadores do dispositivo com certeza em tempo real.
Desde o início do século, os principais fabricantes de automação industrial introduziram pelo menos cinco protocolos diferentes de comunicação de Ethernet em tempo real, como Ethernet/IP, Ethercat, PowerLink, Profinet e Sercos III ... para citar alguns. ... e assim por diante. Todos são promovidos como "padrões", alegando reutilizar protocolos Ethernet ou hardware Ethernet e prometendo reduzir o custo da construção de sistemas de controle em tempo real para equipamentos.
Uma das principais razões para o surgimento de tantos "padrões em potencial" é que cada um tem uma abordagem técnica distintamente diferente para reutilizar componentes de hardware Ethernet (por exemplo, cartões de interface de rede e cabos CAT5), que não apenas reduz drasticamente o custo do equipamento e melhora o desempenho da máquina, mas também permite a transmissão e interação de informações e dados de uma maneira que suporta o controle em tempo real. Transmissão e interação para suportar aplicativos determinísticos em tempo real.
Talvez outro motivo para a coexistência de múltiplos protocolos de Ethernet potencial "padrão" seja que esses principais fornecedores de automação industrial estão tentando utilizar a tecnologia Ethernet para economizar no custo geral de suas soluções do sistema. Ao estender seus "padrões" de produtos à Ethernet, os clientes ganham vantagem e valor da tecnologia Ethernet, mas a longo prazo eles permanecem trancados na rede proprietária do fabricante.
Além disso, o surgimento de novos protocolos ajuda os usuários a utilizar a tecnologia Ethernet a interromper o desempenho e o custo existentes de seus equipamentos. Ao mesmo tempo, os construtores de máquinas que adotam o padrão de campo Ethernet Fieldbus em tempo real também poderão obter uma vantagem competitiva muito significativa em termos de preço/desempenho em comparação com qualquer outro campo industrial tradicional.
No entanto, isso pode não ser tão importante para os construtores de máquinas e usuários de equipamentos, porque depois de todos esses anos de promoção e popularização das tecnologias e produtos da Ethernet industrial, o desafio para os usuários não é mais escolher entre ônibus de controle industrial tradicional e Ethernet industrial, Mas para enfrentar a feroz competição entre muitos protocolos e padrões de Ethernet industriais em um mercado complexo e lotado. Em vez disso, em um mercado complexo e lotado, com tantos protocolos de Ethernet industriais "padrões" competindo entre si e oferecendo valores e vantagens diferentes, é difícil saber qual "padrão" é o certo para escolher. A adoção do protocolo errado (inadequado) como padrão pode significar custos desnecessários e sacrificar a vantagem competitiva devido ao desempenho reduzido.
Em todas as discussões sobre a Ethernet em tempo real industrial, existem alguns fatos aparentemente simples que geralmente são esquecidos. A escolha de um padrão de protocolo de rede não é apenas sobre especificações e atributos técnicos difíceis, como taxa de desempenho e transmissão ... também deve incluir métricas suaves e parâmetros da experiência do aplicativo, como facilidade de uso, abertura, independência, risco Evitar, consistência, interoperabilidade, disponibilidade de longo prazo e características de distribuição do sistema ... esses fatores, quando combinados, determinam se um protocolo ou "padrão" será reconhecido pelos usuários ou se tornará generalizado no Marketplace.