通用現(xiàn)場總線系統(tǒng)--工業(yè)以太網(wǎng)
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生產(chǎn)蜂窩組網(wǎng)
自動化網(wǎng)絡不像辦公網(wǎng)絡那樣由許多重復單元構成，相反，根據(jù)各個車間自動化網(wǎng)絡自身的用途，其內(nèi)部分布的生產(chǎn)設備也會產(chǎn)生巨大差異。例如，一臺機床的接線盒可以在一平方米內(nèi)提供十個結點連接，但是在污水處理廠內(nèi)差不多在100平方米的范圍內(nèi)才需要提供一個結點連接。這種差異性對網(wǎng)絡的靈活性提出了一定的要求，同時網(wǎng)絡的拓撲結構也必需針對相關的具體應用具備一定的調整能力。除了線型、環(huán)型和星型結構外，復雜的樹型結構也同樣適用于這些區(qū)域。自動化網(wǎng)絡常常要求網(wǎng)絡具備20個或者更多的結點級聯(lián)深度，而且這種深度要求往往出現(xiàn)在線形拓撲結構中。這種情況是辦公網(wǎng)絡的三層機構模式不可能遇到的（如圖3）。
圖3 自動化控制金字塔結構解析
對于工業(yè)網(wǎng)絡組件的要求由它們各自的功能和機械設計決定。因為辦公網(wǎng)絡組件不符合工業(yè)網(wǎng)絡環(huán)境的機械條件要求，所以必須對這些網(wǎng)絡組件進行改造，使其能夠符合苛刻的周邊環(huán)境條件。同樣這也涉及對接線器、底座以及它們與其他網(wǎng)絡組件組合使用的改造（如圖4）。
圖4 現(xiàn)場堅固耐用的網(wǎng)絡組件
網(wǎng)絡故障的排查修復需要對本地單元進行判斷、分析并且得出結論。雖然易操控的SNMP兼容交換機可以通過一個中央網(wǎng)絡實用工具來實現(xiàn)對上述操作的支持，但是網(wǎng)絡維護人員往往認為這不是一種可取的方法。所以工業(yè)用戶需要額外的診斷能力。
如何在蜂窩組網(wǎng)領域處理高度復雜的情況？
實踐經(jīng)驗證明，要用網(wǎng)絡的特定用途，而不是復雜的通用網(wǎng)絡組件的參數(shù)設置來指導網(wǎng)絡組件的選取。這就需要明確定義單元組網(wǎng)中的典型應用。
網(wǎng)絡組件包含了能夠使其符合應用要求的最佳預選參數(shù)。這些參數(shù)不僅可以通過向網(wǎng)絡診斷或者基于網(wǎng)站的管理獲取，同時也可以直接從設備上進行本地讀取。這樣，就可以向用戶保證將一些基本的網(wǎng)絡功能整合到指定的設備的基本操作中。
兩種網(wǎng)絡共存的相關國際標準
如果網(wǎng)絡都按照前文所提到的從工業(yè)廠房角度和自動化單元角度進行合理建構，那么現(xiàn)在討論的這個標準化話題就可以相應地按照這兩種角度來分配。IEC11801代表了獨立應用環(huán)境結構化IT布線的國際標準，該標準之所以被廣泛接受首先在于它的三種組網(wǎng)層次，其次在于其獨立應用方法實現(xiàn)了網(wǎng)絡中各種服務之間的通信。在實際應用中，該標準已經(jīng)演化成為通信領域內(nèi)的“次標準”?，F(xiàn)在超過90％的區(qū)域網(wǎng)拓撲結構都采用以太網(wǎng)形式。
將該標準轉化成為對于工業(yè)環(huán)境的要求，就可以得到用于描述工業(yè)廠房的新標準。德國標準化研究所已經(jīng)于1999年開始此項工作。一項名為ISO/IEC 24702的用于規(guī)范工業(yè)布線的標準草案也將投入使用，該草案關注焦點是工業(yè)廠房網(wǎng)絡而不是單元組網(wǎng)。該子網(wǎng)是廠房的一部分并且支持廠房內(nèi)部的縱向整合。生產(chǎn)單元包含能夠對生產(chǎn)過程進行自我適應調整的封閉區(qū)域，這些區(qū)域不能被強行嵌入到廠房網(wǎng)絡的固定結構中，所以，各種現(xiàn)場總線組織開發(fā)出了它們各自的指令，這些指令常常保留了現(xiàn)場總線的安裝特性。
IEC SC 65正在進行的一項國際標準化過程將為自動化單元內(nèi)部安裝提供標準。這兩類不同網(wǎng)絡在TO（設備通信出口）處接合。該出口在工業(yè)領域被稱為設備通信出口，它把整個網(wǎng)絡分解成許多獨立的單元。但是這兩類網(wǎng)絡需要通過指定的接口進行互連（如圖5）。
圖5 國際標準化的接軌
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