越來越多的以太網應用延伸到自動化控製係統的 I/O 級。注塑成型成功的關鍵點在於能夠在滿足強度和耐久性要求的前提下使塑料壁盡可能越薄越好。

要yao減jian少shao材cai料liao消xiao耗hao需xu要yao密mi切qie關guan注zhu每mei個ge細xi節jie
，具ju體ti地di說shuo
，就jiu是shi要yao通tong過guo高gao速su網wang絡luo精jing確que監jian控kong每mei一yi個ge傳chuan感gan器qi和he執zhi行xing機ji構gou。速su度du更geng快kuai的de網wang絡luo能neng使shi製zhi造zao商shang獲huo得de更geng多duo利li益yi。

塑料加工設備廠商 Husky Injection Molding Systems公司位於加拿大安大略省，公司首席技術官 Chris Choi 表示：“傳chuan統tong係xi統tong的de壓ya力li曲qu線xian起qi伏fu很hen大da，然ran而er，通tong過guo縮suo短duan采cai樣yang時shi間jian可ke以yi使shi壓ya力li跟gen蹤zong更geng接jie近jin於yu理li想xiang狀zhuang態tai。這zhe樣yang，我wo們men就jiu能neng夠gou更geng精jing確que地di控kong製zhi熔rong點dian，從cong而er得de到dao外wai壁bi更geng薄bo的de塑su料liao。”

縮短采樣時間的基礎是使用速度更快的設備級網絡。越來越多的公司將以太網作為唯一網絡，Husky 就是其中之一。雖然一些廠商認為
，現有的現場總線更適合輸入/輸出 (I/O) 設備級通訊，但同Choi一樣的工程師們卻認為，以太網具有顯著優勢。Choi 表示：“Profibus 和專有連接速度較慢。使用以太網則不會有任何延遲
，整個係統運行速度更快。”

他解釋說
，速度是讓客戶節省資金

、獲得更薄外壁並減少材料浪費的關鍵。在5500 萬個零件的大規模生產運行中，一件 22 克的產品若能減掉2克材料每年可節省 18 萬美元。因此，Husky 在整個係統中采用了實時以太網技術 EtherCat。Choi 認為，隻要能夠節約材料，客戶就會更加關注所采用的設備結構。在環保意識普遍增強的時代，這將有助於贏得更多銷售訂單。

為 Husky 這zhe樣yang的de公gong司si提ti供gong服fu務wu的de設she備bei設she計ji人ren員yuan確que實shi需xu要yao考kao慮lv很hen多duo方fang麵mian。在zai整zheng個ge係xi統tong架jia構gou中zhong
，網wang絡luo顯xian得de十shi分fen關guan鍵jian，涉she及ji到dao性xing能neng與yu成cheng本ben。雖sui然ran改gai善shan以yi太tai網wang速su度du可ke能neng看kan上shang去qu不bu起qi眼yan
，但dan意yi義yi重zhong大da。

Beckhoff Automation LLC位於明尼蘇達州 Burnsville 市

，總裁 Graham Harris 表示：“EtherCat 的帶寬非常重要。如果要進行檢測和執行
，使用速度更快的網絡來接收或發送信號，在不改變其他方麵的情況下

，速度可以獲得2%到5%的提升。”每天數千次活動中節省幾微秒，累計起來就會取得明顯改善。”

布線更加方便

工gong業ye用yong戶hu將jiang以yi太tai網wang延yan伸shen至zhi係xi統tong底di層ceng的de原yuan因yin之zhi一yi是shi希xi望wang簡jian化hua布bu線xian。在zai所suo有you層ceng級ji上shang采cai用yong同tong一yi種zhong傳chuan輸shu介jie質zhi可ke降jiang低di複fu雜za性xing，並bing為wei安an裝zhuang人ren員yuan提ti供gong更geng多duo便bian利li。與yu此ci同tong時shi，很hen多duo用yong戶hu發fa現xian這zhe種zhong方fang式shi還hai可ke節jie約yue資zi金jin。

很多以太網的支持者表示，與家庭和辦公室中采用的以太網布線相比，廣泛應用的 DeviceNet、Profibus 或專用布線方案有很多規則與要求。Harris 說：“以太網解決了采用傳統技術的布線問題。用戶可以在很少的規則內布置 Cat5（5 類）電纜。”

與現有方案相比，以太網電纜連接極為方便，故障排除容易。這一點很重要，因為接線是非常耗時的工作。Mayfield Heights 的供應商 Rockwell Automation Inc. 公司位於俄亥俄州，公司NetLinx 產品業務經理 Mike Hannah 表示：“使用硬線連接時。而每個連接都會耗費很長時間
，還要進行接線檢查。”

簡易性對 Husky 來說十分重要。成本降低則是附加價值。Choi 說：“我們在每個地方都使用相同的電纜。與其它方案相比，成本會顯著降低。”

盡jin管guan工gong業ye應ying用yong中zhong使shi用yong的de電dian纜lan和he連lian接jie器qi通tong常chang都dou非fei常chang堅jian固gu耐nai用yong，但dan由you於yu采cai用yong標biao準zhun產chan品pin的de用yong量liang巨ju大da
，因yin此ci，平ping均jun下xia來lai
，工gong業ye用yong以yi太tai網wang電dian纜lan的de價jia格ge可ke達da其qi它ta電dian纜lan的de四si分fen之zhi一yi。以yi太tai網wang連lian接jie器qi的de成cheng本ben也ye會hui顯xian著zhu降jiang低di。Harris 說
，

Hoffman Estates 的供應商 Bosch Rexroth 公司位於伊利諾伊州，公司自動化係統產品經理 Ted Thayer 表示：“DeviceNet 、Profibus 電纜/連接器
、CC-Link 電纜，以及用於這些網絡的附件（如 Profibus 交換機和 CC-Link 無線發射器）的價格非常高。”

以(yi)太(tai)網(wang)電(dian)纜(lan)十(shi)分(fen)普(pu)遍(bian)，並(bing)且(qie)無(wu)需(xu)針(zhen)對(dui)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)提(ti)供(gong)不(bu)同(tong)電(dian)纜(lan)和(he)連(lian)接(jie)器(qi)，因(yin)此(ci)能(neng)夠(gou)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)。雖(sui)然(ran)工(gong)業(ye)電(dian)纜(lan)與(yu)普(pu)通(tong)電(dian)纜(lan)有(you)顯(xian)著(zhu)差(cha)異(yi)
，但(dan)倘(tang)若(ruo)發(fa)生(sheng)以(yi)太(tai)網(wang)電(dian)纜(lan)斷(duan)線(xian)，而(er)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)的(de)工(gong)具(ju)箱(xiang)中(zhong)沒(mei)有(you)類(lei)似(si)規(gui)格(ge)的(de)電(dian)纜(lan)，可(ke)在(zai)緊(jin)要(yao)關(guan)頭(tou)使(shi)用(yong)普(pu)通(tong)電(dian)纜(lan)來(lai)代(dai)替(ti)。

“如果電纜發生斷線，可以到商店購買一根堅固耐用的替代電纜。”位於明尼蘇達州普利茅斯市的自動化設備廠商 Turck Inc. 的高級產品經理 Karie Daudt 說。這些通用電纜應盡快升級為堅固耐用的電纜。

然而
，並非所有應用都需要價格昂貴的工業級電纜。對於電子噪聲不高或溫度適中的應用環境，使用普通電纜就可以。“你可以使用高品質的以太網電纜。”位於加利福尼亞 Roswell 的供應商 B&R 工業自動化 公司的產品經理 Stephan Stricker 說。

以(yi)太(tai)網(wang)的(de)支(zhi)持(chi)者(zhe)承(cheng)認(ren)
，雖(sui)然(ran)以(yi)太(tai)網(wang)有(you)時(shi)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)和(he)複(fu)雜(za)性(xing)，但(dan)比(bi)簡(jian)單(dan)的(de)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)成(cheng)本(ben)高(gao)。如(ru)果(guo)把(ba)類(lei)似(si)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)這(zhe)樣(yang)的(de)簡(jian)易(yi)部(bu)件(jian)連(lian)接(jie)到(dao)整(zheng)個(ge)網(wang)絡(luo)，則(ze)有(you)很(hen)多(duo)其(qi)他(ta)替(ti)代(dai)方(fang)案(an)可(ke)能(neng)比(bi)以(yi)太(tai)網(wang)成(cheng)本(ben)更(geng)低(di)。

“在傳感器和執行機構層麵，以太網的成本可能會高一點
，並且許多組件尚不能用於以太網。”Rockwell 的 Hannah 說。很多設備製造商正在通過提供橋接設備來解決這一問題
，橋接設備兩端分別與現場總線和以太網相連。

“橋接模塊可將現場總線用於這些組件。使用橋接設備時
，仍然與以太網相連，便於獲取報警和診斷數據。”Hannah 補充說。

橋接設備的使用能夠減少以太網用於 I/O 級(ji)設(she)備(bei)的(de)成(cheng)本(ben)。同(tong)時(shi)，網(wang)管(guan)型(xing)交(jiao)換(huan)機(ji)的(de)減(jian)少(shao)也(ye)可(ke)以(yi)大(da)大(da)節(jie)約(yue)成(cheng)本(ben)。雖(sui)然(ran)很(hen)多(duo)設(she)備(bei)級(ji)電(dian)纜(lan)與(yu)以(yi)太(tai)網(wang)電(dian)纜(lan)相(xiang)比(bi)更(geng)加(jia)昂(ang)貴(gui)，但(dan)綜(zong)合(he)其(qi)他(ta)便(bian)宜(yi)的(de)電(dian)纜(lan)，在(zai)財(cai)務(wu)上(shang)來(lai)說(shuo)這(zhe)種(zhong)替(ti)代(dai)方(fang)案(an)更(geng)加(jia)可(ke)行(xing)。

橋路的建立

通tong過guo使shi用yong橋qiao接jie設she備bei

，工gong廠chang管guan理li人ren員yuan還hai可ke利li用yong每mei種zhong技ji術shu價jia值zhi。以yi太tai網wang的de優you點dian是shi能neng夠gou傳chuan輸shu相xiang對dui較jiao大da的de數shu據ju包bao
，但dan對dui於yu處chu理li傳chuan感gan器qi級ji數shu據ju並bing不bu十shi分fen有you效xiao。因yin此ci，DeviceNet 和 Profibus 等現場總線仍是可行的解決方案
，尤其對於已采用這些現場總線的工廠來說。

執行-傳感器接口 (AS- Interface) 等deng其qi它ta設she備bei級ji總zong線xian在zai麵mian向xiang涉she及ji傳chuan感gan器qi和he執zhi行xing的de現xian場chang安an裝zhuang時shi，具ju有you較jiao高gao速su度du和he抗kang幹gan擾rao性xing。但dan是shi，這zhe些xie總zong線xian不bu適shi合he傳chuan輸shu較jiao大da的de數shu據ju塊kuai。用yong戶hu也ye可ke以yi在zai AS-Interface 上連接任何類型的安全設備。

位於俄亥俄州 Twinsburg 的廠商 Pepperl+Fuchs Inc. 的智能係統組經理 Helge Hornis 表示：“隻有對高性能有一定需求，且係統輸入和/或輸出極少的情況下，必須采用以太網係統，I/O 級以太網應用才有意義。”

他說，當機器達到大約 40 個傳感器和 10 至 20 個輸出時，就應對 AS-Interface 進行評估。AS-Interface 或替代方案如能很好地應對這些需求，橋接方案就會更好地發揮作用。

Hornis 表示：“將以太網與輔助的底層線路解決方案（特別是 AS-Interface）相結合會非常有優勢，融合了二者的優點
，並完全克服了各自的缺點。”。

AS-Interface 和現場總線並不是將以太網向設備級延伸的唯一方案。IO-Link 是新出現的替代方案。Profibus 國際組織負責製定的標準得到了很多廠商的支持。在某些大型行業展會上
，西門子重點介紹 IO-Link。Balluff 最近也擴大了其 IO-Link 擴展模塊產品線，產品可直接連接到 Profibus 或 Profinet 網絡。

該接口用於單獨連接諸如傳感器和執行等現場設備。雖然總體上與 AS-Interface 相同
，但它們能分別滿足不同領域的需要。位於亞利桑那州 Scottsdale 的 Profibus 貿易組織的副主席Carl Henning 表示：“AS-Interface 大部分是一位總線。IO-Link 用於更多智能的設備，例如色彩傳感器。”

大多數工程師表示，選擇何種架構並沒有固定的方法。工廠管理人員需根據係統要求、設備成本和可用性來決定其 I/O 設備應使用的總線類型。Turck 的 Daudt 說：“以太網的遷移十分昂貴。所以必須權衡其利弊
；這不是一項簡單的任務。”

多種途徑

單一網絡的支持者認為
，將以太網擴展到 I/O 層ceng設she備bei會hui獲huo得de很hen多duo好hao處chu。很hen多duo供gong應ying商shang表biao示shi，以yi太tai網wang與yu其qi他ta技ji術shu一yi樣yang
，也ye麵mian臨lin權quan衡heng取qu舍she。以yi太tai網wang相xiang關guan的de周zhou邊bian設she備bei成cheng本ben升sheng高gao並bing不bu影ying響xiang最zui終zhong獲huo得de的de收shou益yi。“雖然耦合器貴一些，但它效果良好。所帶來的靈活性的價值要遠遠超出額外的成本。”Stricker 說。大多數評論員都同意，以太網網絡便於隨著需求的變化而擴展。有必要時需添加附加子網，但擴展相當簡單。

以太網的主要優勢在於


，在發生不可避免的問題時，無論是對網絡進行擴展還是維修，可供使用的工具和技能非常多。Stricker 說：“用於以太網的調試工具有很多。你可以使用這些工具和一台普通PC（個人電腦）對網絡進行調試
，而無需使用專門工具。”

雖sui然ran有you些xie大da型xing工gong廠chang可ke能neng會hui將jiang多duo個ge以yi太tai網wang係xi統tong連lian接jie在zai一yi起qi
，但dan隻zhi要yao具ju有you足zu夠gou的de帶dai寬kuan
，以yi太tai網wang可ke減jian少shao網wang絡luo數shu量liang。通tong常chang采cai用yong專zhuan用yong通tong訊xun方fang案an的de安an全quan和he運yun動dong功gong能neng也ye可ke以yi通tong過guo以yi太tai網wang進jin行xing處chu理li。這zhe樣yang做zuo的de優you勢shi在zai於yu
，“如果將運動產品或安全網絡置於以太網上，可以簡化網絡結構，從而完全省去了專用的運動和安全網絡。”Harris 說。

廠商會研發出降低複雜性和成本的新方法。在聯網時，各種拓撲結構可滿足工業領域的廣泛要求。這些結構會繼續演變下去。

ODVA Inc.（以前稱為 Open DeviceNet Vendor Association）去年完成了稱為設備級環網 (DLR) 的de拓tuo撲pu結jie構gou文wen件jian。這zhe種zhong總zong線xian型xing方fang案an允yun許xu多duo端duan口kou以yi太tai網wang設she備bei在zai環huan網wang拓tuo撲pu中zhong運yun行xing，簡jian化hua了le布bu局ju，降jiang低di了le成cheng本ben
，同tong時shi
，通tong過guo檢jian測ce斷duan線xian並bing在zai其qi周zhou圍wei重zhong新xin配pei置zhi通tong訊xun來lai延yan長chang正zheng常chang運yun行xing時shi間jian。Hannah 表示：“通過 DLR
，客(ke)戶(hu)無(wu)需(xu)為(wei)了(le)進(jin)入(ru)設(she)備(bei)級(ji)而(er)購(gou)買(mai)多(duo)台(tai)交(jiao)換(huan)機(ji)。它(ta)們(men)可(ke)以(yi)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)總(zong)線(xian)型(xing)菊(ju)花(hua)鏈(lian)。這(zhe)並(bing)不(bu)新(xin)鮮(xian)，通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)設(she)備(bei)級(ji)環(huan)網(wang)，將(jiang)擁(yong)有(you)一(yi)個(ge)環(huan)網(wang)主(zhu)站(zhan)，它(ta)可(ke)以(yi)識(shi)別(bie)電(dian)纜(lan)斷(duan)線(xian)並(bing)以(yi)其(qi)它(ta)方(fang)式(shi)對(dui)通(tong)訊(xun)進(jin)行(xing)尋(xun)址(zhi)，從(cong)而(er)最(zui)大(da)限(xian)度(du)縮(suo)短(duan)停(ting)機(ji)時(shi)間(jian)。”

常chang規gui網wang絡luo架jia構gou可ke根gen據ju用yong戶hu要yao求qiu來lai定ding製zhi。在zai某mou些xie應ying用yong中zhong，供gong應ying商shang會hui建jian議yi使shi用yong帶dai有you中zhong央yang交jiao換huan機ji的de星xing型xing拓tuo撲pu，周zhou圍wei是shi在zai其qi控kong製zhi下xia運yun行xing的de設she備bei。這zhe樣yang可ke節jie省sheng大da量liang布bu線xian。Stricker 表示：“通過以太網
，可讓一台機器成為中樞，周圍設備直接與中樞相連。比需要往返布線的網絡要方便得多。”

這可能是某些環境中最有效的方法。但在其他環境中，星型拓撲則不一定適宜。公司可使用多端口設備來構建很長的設備鏈。Henning 表示：“人(ren)們(men)在(zai)安(an)裝(zhuang)帶(dai)有(you)兩(liang)個(ge)端(duan)口(kou)的(de)交(jiao)換(huan)機(ji)時(shi)，可(ke)使(shi)用(yong)線(xian)型(xing)拓(tuo)撲(pu)來(lai)代(dai)替(ti)星(xing)型(xing)拓(tuo)撲(pu)。星(xing)型(xing)拓(tuo)撲(pu)在(zai)工(gong)廠(chang)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)不(bu)如(ru)在(zai)辦(ban)公(gong)環(huan)境(jing)中(zhong)那(na)樣(yang)良(liang)好(hao)。如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)中(zhong)央(yang)交(jiao)換(huan)機(ji)，則(ze)需(xu)要(yao)向(xiang)每(mei)台(tai)設(she)備(bei)連(lian)接(jie)一(yi)條(tiao)單(dan)獨(du)的(de)電(dian)纜(lan)。”

在zai工gong廠chang車che間jian內nei，無wu論lun采cai用yong哪na種zhong架jia構gou，以yi太tai網wang比bi現xian場chang總zong線xian的de遠yuan程cheng訪fang問wen效xiao果guo要yao好hao得de多duo。在zai整zheng個ge工gong廠chang內nei使shi用yong以yi太tai網wang，操cao作zuo人ren員yuan無wu論lun是shi在zai家jia還hai是shi其qi他ta任ren何he地di方fang

，都dou可ke與yu特te定ding設she備bei上shang的de執zhi行xing直zhi接jie通tong訊xun。

位於加利福尼亞 Alpharetta 的廠商 Siemens Energy & Automation Inc.（西門子能源與自動化公司）的網絡顧問 Jansons 表示：“如果在 I/O 級擁有以太網，就可以更好地訪問診斷與報警信息。這意味著
，在發送報警時可進行遠程糾錯。”