IIoT需要工業(yè)以太網(wǎng)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)在傳感器技術(shù)、無線連接、能量采集、大數(shù)據(jù)以及云計(jì)算方面的創(chuàng)新，是在設(shè)備、系統(tǒng)和人之間進(jìn)行無縫信息交換的一部分，它為制造企業(yè)在整個(gè)價(jià)值鏈上提高業(yè)績、靈活性和響應(yīng)能力鋪平了道路。IIoT的發(fā)展需要工業(yè)以太網(wǎng)，通過以太網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析可以為企業(yè)提供更有價(jià)值的信息。
考慮到更加高速的工藝對(duì)以太網(wǎng)的要求，以及更多的數(shù)據(jù)采集，工廠需要一個(gè)冗余網(wǎng)絡(luò)，這樣就可以很容易地在控制層解決網(wǎng)絡(luò)問題。全網(wǎng)的可見性也會(huì)給邊緣設(shè)備提供可依賴的網(wǎng)絡(luò)。
一個(gè)具有三層路由器和二層管理型交換機(jī)的主機(jī)就可以滿足核心網(wǎng)絡(luò)的需求。二層非管理型交換機(jī)要求擴(kuò)展包含在IP地址層的端口狀態(tài)透明度，以及提高端口的服務(wù)質(zhì)量，使之適應(yīng)需要大量自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)運(yùn)行環(huán)境。不過缺點(diǎn)是這樣的交換機(jī)價(jià)格昂貴并且實(shí)施的時(shí)候需要一個(gè)相對(duì)長的啟動(dòng)時(shí)間。
低成本管理型交換機(jī)
市場研究機(jī)構(gòu)IHS的John Morse預(yù)測，“低成本的、較低功能性的二層交換機(jī)的采用，會(huì)更經(jīng)濟(jì)地滿足用戶的需求，就像更多的網(wǎng)路被擴(kuò)展，以滿足IIoT時(shí)代對(duì)于連接程度的需求?！痹贗HS2014年的一份關(guān)于工業(yè)以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施組件市場的報(bào)告中就指出，“從長遠(yuǎn)來看，隨著企業(yè)對(duì)于成本的考量，非管理型交換機(jī)的需求將會(huì)逐步放緩，就像網(wǎng)絡(luò)集線器一樣?！?
為了讓自動(dòng)化和IT軟件獲取更多端口狀態(tài)的可見性，作為邊緣交換機(jī)的二層非管理型交換機(jī)必須支持Modbus/TCP以及簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)通訊。這會(huì)允許監(jiān)測控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)、人機(jī)界面(HMI)軟件、以及IT網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)軟件實(shí)時(shí)地監(jiān)控交換機(jī)設(shè)備的狀態(tài)。
以太網(wǎng)的可靠性
隨著更多的可編程邏輯控制器(PLC)、輸入/輸出(I/O)設(shè)備、終端計(jì)算機(jī)以及HMI等與以太網(wǎng)相連接，對(duì)以太網(wǎng)的魯棒性要求會(huì)越來越高。對(duì)于那些沒有進(jìn)行升級(jí)、無法獲得網(wǎng)絡(luò)邊緣透明度的自動(dòng)化團(tuán)隊(duì)來說，可能會(huì)帶來指數(shù)級(jí)的能源消耗。隨著邊緣設(shè)備的增加以及數(shù)據(jù)采集功能的提高，需要人工檢查交換機(jī)的機(jī)會(huì)會(huì)減少，通過自動(dòng)化的連接系統(tǒng)，會(huì)將損失的數(shù)據(jù)和設(shè)備情況及時(shí)上傳。
更大的網(wǎng)絡(luò)透明度加快了自動(dòng)化和IT團(tuán)隊(duì)的故障診斷。支持Modbus/TCP以及SNMP協(xié)議的邊緣交換機(jī)技術(shù)也讓故障診斷更容易。在這個(gè)融合的網(wǎng)絡(luò)模式里，團(tuán)隊(duì)可以快速地獲得網(wǎng)絡(luò)問題的解決方案。
例如，來自于工廠車間中溫度傳感器的數(shù)據(jù)可能對(duì)于工程師進(jìn)行工藝分析，以及IT部門進(jìn)行云存儲(chǔ)和商業(yè)過程分析來說都很重要；一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失變得明顯，兩個(gè)團(tuán)隊(duì)都可以及時(shí)發(fā)送或接收?qǐng)?bào)警。
一個(gè)網(wǎng)絡(luò)診斷模型支持在SCADA/HMI以及中央IT使用的NMS上查看實(shí)時(shí)的端口狀態(tài)。
啟用診斷功能
更強(qiáng)大的是增加了診斷功能，來自系統(tǒng)控制和IT部門的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)都可以進(jìn)行診斷。例如，他們?cè)\斷出以太網(wǎng)線與托管溫度傳感器的邊緣交換機(jī)I/O輸入的第五個(gè)端口之間的連接中斷，并通知相關(guān)部門進(jìn)行必要的修復(fù)。對(duì)于一個(gè)具有板載代理Modbus/TCP和SNMP協(xié)議的邊緣交換機(jī)來說這完全可以勝任。更加智能的邊緣交換機(jī)甚至在每個(gè)端口上提供詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)信息，包括速度、連接計(jì)數(shù)器、多路廣播信息包計(jì)數(shù)、單路廣播信息包計(jì)數(shù)以及誤差計(jì)數(shù)等。使用同時(shí)支持SNMP的邊緣交換機(jī)，可以讓IT團(tuán)隊(duì)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)或軟件執(zhí)行前后連續(xù)的狀態(tài)監(jiān)控。
為了跟上設(shè)備數(shù)量的增長和數(shù)據(jù)需求的多樣性，將會(huì)發(fā)生更多類似這樣的以太網(wǎng)應(yīng)用，可以從設(shè)備層到控制層以及中央辦公室上輕松地查看以太網(wǎng)。
