在當今競爭激烈的全球市場中，先進的自動化系統(tǒng)是必要的，以確保生產效率，同時保持最高質量標準。即使是勞動力成本低的地區(qū)的制造商也渴望提高其自動化系統(tǒng)的復雜性，因為他們知道不這樣做將危及他們在全球經濟中的地位。??

最新工業(yè)自動化系統(tǒng)的核心是新一代高級智能傳感器，通過低延遲實時網絡連接到可編程邏輯控制器 (PLC) 和人機界面 (HMI)。當然，對于制造商來說，時間就是金錢，只要制造的產品達到可接受的質量水平，一條高效的生產線就會盡可能快地運行。為了提高效率，可靠的傳感器必須非常快速地監(jiān)測生產線上的狀況——在幾毫秒或更短的時間內。不使用典型的以太網，而是使用專門的工業(yè)以太網通信協(xié)議將傳感器鏈接到 PLC 或其他設備。雖然典型的以太網沒有保證傳遞時間或設置消息的循環(huán)時間，但這些協(xié)議可以實現(xiàn)所需的低延遲確定性響應。

工業(yè)自動化面臨的基本挑戰(zhàn)沒有改變：可靠性、準確性和易用性。網絡和其他連接技術的發(fā)展對于應對持續(xù)改進的挑戰(zhàn)至關重要。在工業(yè)自動化市場中，目前有超過 120 種串行通信標準和超過 50 種基于以太網的協(xié)議可以部署。問題不在于缺乏解決方案，而是有很多解決方案選項并決定如何部署它們。

保持盡可能簡單

使用來自多個供應商的元件實施工業(yè)自動化系統(tǒng)可能需要部署多種不同的通信協(xié)議。工廠中的設備只使用一個供應商或確保為工廠的自動化系統(tǒng)選擇的所有設備都使用相同的通信協(xié)議似乎是合乎邏輯的，但這在實踐中是極難實現(xiàn)的。工廠自動化架構可能非常復雜，并且由于不同設備的更換或更新需求在不同時間出現(xiàn)，因此可能無法在支持特定協(xié)議的情況下進行更換，或者預算內的最佳解決方案可能會迫使自動化系統(tǒng)包含另一個新的協(xié)議。

由于這些原因，工廠自動化系統(tǒng)通常需要支持多種工業(yè)網絡協(xié)議。這增加了整個系統(tǒng)的復雜性，并可能顯著提高成本。克服這些挑戰(zhàn)將需要先進的靈活技術，該技術可以實現(xiàn)多協(xié)議通信，并通過動態(tài)協(xié)議感應來檢測正在使用的協(xié)議，然后在運行時切換到該協(xié)議。這種自動檢測功能將消除工廠工程師當今普遍面臨的一些復雜架構問題。

?

為了滿足全球對制成品和加工材料的需求，工業(yè)自動化系統(tǒng)必須不斷提高速度、準確性、可靠性和精度。這些動機導致了工業(yè) 4.0 等趨勢，這將使工廠自動化系統(tǒng)中的連接性挑戰(zhàn)進一步復雜化。工業(yè) 4.0 趨勢推動制造商整合更多傳感器，并將這些傳感器無縫連接到工廠自動化網絡和云端。

各種規(guī)模的制造公司都努力將其生產系統(tǒng)與其他企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)緊密結合，包括供應鏈和需求監(jiān)控系統(tǒng)。結果，通信協(xié)議環(huán)境將變得更加異構，強調多協(xié)議支持對工廠自動化系統(tǒng)的重要性，而與企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)的連接將為通信系統(tǒng)引入另一層復雜性。

網關幫助連接

通信網關將變得更加重要，因為它們將能夠匯總來自大量傳感器的數(shù)據(jù)并將其饋送到云端和企業(yè)系統(tǒng)，以實現(xiàn)整個工廠狀態(tài)的可視化。諸如 OPC UA 之類的通信協(xié)議已經在嵌入式系統(tǒng)（例如這些通信網關）中采用，以便將控制級工廠設備與運行企業(yè)系統(tǒng)的服務器無縫連接。這一切都增加了網絡的復雜性。具有多協(xié)議支持和協(xié)議自動檢測的自動化設備可以緩解一些網絡設計挑戰(zhàn)。 ?

為了滿足這些需求，工業(yè)自動化系統(tǒng)的設計人員正在為嵌入式處理器、模擬組件、軟件構建模塊和支持工具尋找完整、經濟高效的解決方案。此類設計包的一個示例可以使用TI 基于 ARM Cortex-A8 和 -A9 內核的 Sitara 處理器，以及用于多協(xié)議處理的實時通信加速器 — 可編程實時單元 (PRU)。該解決方案集提供實時和高級操作系統(tǒng)、圖形處理和其他資源。

各種規(guī)模的制造商的目標是成為靈活、敏捷和極其高效的產品和加工材料生產商。領先的多協(xié)議技術有助于確保工業(yè)自動化供應商具備滿足市場需求所需的能力。

　　審核編輯：湯梓紅