使用EtherNet/IP，迈向成功

在当今制造业中，最大的趋势就是追求开放、成熟的自动化系统。在实现这一目标的过程中，以太网的影响意义深远。以太网拥有工厂车间级和IT数据的传输功能，它为制造商们带来了多种好处，其中包括车间级系统到高级商业系统的方便集成，以及使用单一网络架构的解决方案。 但是，以太网真的可以满足所有需求吗？通常认为，现有的商业以太网解决方案缺乏工业控制所需的确定性和可预测性。人们专门为工业用途开发了多种工业以太网或者基于以太网的网络，试图解决这一公认的缺点。但是，有一种网络 EtherNet/IP™ ，它对工业控制进行优化，而且还符合以太网标准，满足其开放性和灵活性，它使用了当今通用的以太网技术，而不必再采用修改过的专用交换机或者协议栈。 罗克韦尔自动化作为EtherNet/IP 设备和解决方案的供应商，列举出了确保成功安装以太网而需要考虑的因素。根据罗克韦尔自动化EtherNet/IP 产品专家Joe Lee先生的介绍，这张问题清单可以对那些要安装新系统或者考虑进行系统升级的最终用户起到指导作用。 1. 系统需求是什么? 这是最先要问，也是最明显的问题。如果您不了解您的需求，以及您想要让系统做什么。那么安装以太网将可能无法满足工程要求，或者超出要求。当您研究需求时，需要考虑以下问题： • 工厂车间的控制需要，以及它如何与现有或者计划中的IT网络集成； • 系统要拥有面向未来的能力，可升级性必须考虑清楚； • 网络中传输的数据量和传输速度，以及对于网络性能的影响； • 必要的架构，包括用于传输所有这些信息的介质、硬件/软件因素，例如交换机、路由器和防火墙。 2. 系统环境是什么? 了解系统所处的环境，有利于您理解系统的复杂程度。这些问题包括：您的自动化系统需要与IT系统集成（自由交换所有类型的数据）、连接（只交换自动化数据）还是相互独立（无信息交换）？对于这个问题的回答，将使您如何从系统中获得收益，以及系统的复杂程度有更好的认识。 3. IT部门知道吗? 自动化应用项目中的I/O控制数据将产生大量的数据流量，如果IT并不希望这样的话，那么这些流量将影响到企业的其他部分。良好的网络设计规划和实施可以解决这些问题。但是IT部门如果不知道工厂车间会发生什么情况，也就无法采取相应的措施。花些时间把IT人员列入到规划和决策过程中，这样做能够帮助您解决可能出现的内部问题，例如：谁来控制网络？谁负责维护？谁来分配IP地址？如果IT部门在整个过程中参与得足够早，那么他们将为解决这些问题提高有力的支持。 4.网络分段是否合理? 为了从最佳的网络性能中获益，非常重要的一点是要确保合适的流量分段。这样做除了可以简化网络管理之外，还将使控制网络的可用性最高。有两种方式可以划分网段并同时使工厂车间与企业网络相集成:：使用物理分段的方法，例如交换机；或者，可以通过使用虚拟局域网（VLAN）或者IP子网来创建逻辑分段。 5.可以在控制网络中使用集线器吗? 由于集线器或者中继器会造成数据冲突 ，这对于控制网络来说是一种特别不容易被人注意的特点。交换机和路由器是您最佳的选择。交换机可以避免冲突，并且同时在IP子网中将流量分段，而路由器可以进行网络和流量的分段。 6. 什么样的交换机拥有合适的功能? 并不是所有的交换机都是一样的。交换机作为网络的中心，因此正确地选择交换机非常重要。当考虑您的应用的时候，请问一下自己：我们期望交换机来管理什么？它对于操作环境来说合适吗？它将处理什么类型的数据（商业还是工业）？在这个阶段中，明确您的交换机需求也十分的重要，而这也正是我们所推荐的，任何要求都可以成为“需求描述”中的一部分。 由于在交换机使用EtherNet/IP协议。因此，交换机最好配备一些功能，其中包括所有端口的全双工功能；IGMP监听 (只向特定IP多播组相关的交换机端口转发多播传输流)；端口镜像 (将从一个端口发往另一端口的帧进行复制从而用于故障解决的功能)。许多交换机制造商提供的交换机都实现了这些功能，并能满足一些其它需求。 7. 我该选择哪种通讯介质? 一条链的结实程度取决于它最弱的连接点，这也就是为什么为数据传输选择合适的介质是如此的重要。用户有两种媒介可以选择，每种都有它自己的优势，选择应取决于具体应用项目。 • 工业应用中推荐使用CAT 5e 和 6 铜电缆和连接器。对于大多数应用来说，推荐使用非屏蔽双绞线(UTP)，而在金属导管和电磁干扰严重的环境中，请选择屏蔽双绞线（STP）； • 光纤适用于抗电磁干扰和需要长距离连接交换机的情况。单模光纤，它只有一种方式进行传输，对于衰落更具抵抗能力，因此可以用于需要特别长距离的应用中。多模光纤传输距离适中，同时拥有较高的带宽，它是一种常用的通讯介质。 8. 终端设备的限制是什么? 在100 Mbps或1 Gbps的网络上，数据流量不可能成为系统的瓶颈。但是在以太网这样的高带宽网络上，系统性能的限制通常情况下是由于终端设备的处理能力造成的。供应商必须提供他们设备的性能信息和计算规则，从而用户可以将所有的设备加入到他们的系统中来进行考虑。对于大多数的终端设备来说，性能是不同的。 9. 潜在安全因素有什么? 通过网络的共享，信息可以被传播得更远，因此也带来了安全方面的问题。如果从一开始就对以太网进行管理和控制，那么安全问题不会比任何当今的现场总线网络更严重。事实上，使用标准以太网是使重要数据和系统更加安全的重要工具。多名资深顾问也可以帮助用户使系统应用最佳的安全措施。 一些普通的安全措施包括将IT网络/企业网与自动化网络的逻辑分离，限制拥有传统需求的用户对自动化系统进行访问；实施工厂车间安全过程、策略和程序；以及引入IT安全技术来加强访问策略。 10. EtherNet/IP 非常简单! EtherNet/IP并不困难，它仅仅是与其它网络不同！尽管以太网是通用的并且拥有设备级网络所没有的功能，但它还是无法提供特制控制网络的所有功能。对于需要ControlNet™的稳定性或者DeviceNet™的可升级性的特殊控制应用要求来说，工业以太网可能还无法满足这些需要。这也就是为什么罗克韦尔自动化依然致力于开发和支持所有使用这些网络的产品。 做出将以太网引入工厂车间的决定并不应该仅仅是因为它能够工作，必须从长期的商业应用来考虑。另外，还要问的问题：为什么自动化网络的实施、服务与商业网络不同？Lee解释道，“当用户需要自动化网络的安装以及相关网络硬件、软件以及介质时，罗克韦尔自动化拥有广泛的专业技术，考虑更换工业以太网的企业应该利用这种专业知识，帮助他们解决遇到的问题。” 网上信息 如果想要获得完整的资源和更多的信息，请访问: www.ab.com/networks/ethernet.html