工业以太网是指在工业环境中,可将以太网络的相关元件及技术,应用在工业设备上,工业以太网会采用TCP/IP协定,和IEEE802.3的标准兼容,以太网络在工业环境的应用中, 其对振动、温度、湿度和电磁干扰的适应要求都比一般的IT产业装置工作条件更严苛。
过去工厂中每具生产设备,采取各自独立的系统,每台设备无法共享生产信息,但随著以太网络及无线通讯技术发展成熟,工业以太网络便成为集成工厂内设备的重要基础设备。工业用网络通讯设备可被广泛应用在各种领域,如:电信、工业控制、国防、交通、工厂自动化及能源市场各种不同应用中。
过去工业网络没有标准的通讯接口,若需要进行连结集成,往往会透过如RS232、RS485/422特定通讯接口进行系统架构,再透过封闭汇流排进行资料传输或是工业自动化控制应用。
随后期网络技术及建置能力发达,加上以太网络本身的开放性架构,另具升级简化及维护容易等通讯协定特色,也让工业用通讯设备市场出现了新变化。不论是用于设备控制或生产资料搜集,多样化的生产机具设备在现有网络趋势发展下,都有连接网络的迫切需求。
工业以太网络的重点在TCP/UDP/IP,而非以太网络的物理层,将原本工业网络应用层定义的信息,封包在以太网络的网络层与传输层内,因此工业以太网络规范了3件事情:1.以太网络可确保资料可送达,但无法确保资料何时送达,换句话说,多数应用必须针对实时性重新进行系统最佳化。2.以太网络制定了一套共享的应用层标准,可让信息的传输封包定义与解释更具基准。3.原商业用的以太网络,惯用的RJ45接头并不适用于工业生产环境,而工业规格的特制连接器成为工业网通的必需零组件,因此,适用于工业环境的网络设备成为必须的零组件。
对业主来说,使用工业以太网,可增进其工厂的营运效率,如:提升传输速率,若使用千兆以太网,使用CAT-5e,CAT-6的网络线或光纤作为传输介质,传输速率可以到1Gbit/秒。
除了传输速度增加之外,也可以使用标准的无线接取器、路由器、网络交换器、集线器等网通设备。以太网络在工控产业已逐渐成为标准,多数自动化设备在出场时都已将以太网络通讯埠设为标准配备,差别便是在于埠数的多寡。
现有市面的工业用网络闸道器,从1~16埠规格都有,由于目前后端系统管理多以PC技术为核心,因此,业者多采购以PC为基础架构架构的序列式转换器,可安装于PC内作讯号的传递。
序列式产品,如RS-232、RS-422、RS-485等,目前仍占有绝大部分工业通讯相关市场,企业若欲建置工业通讯网络环境,则必须先检视自身生产现场所应用的通讯协定规格,如果系统架构仍停留在序列式网络架构,则必须先行采购多埠式服务器进行基础网络环境建置。
在未来工业通讯设备的发展趋势方面,主要有:1.藉由加密措施增加资料传输的安全性。2.增加网络传输速度的稳定性。3.朝向无线传输发展。这三方面为工业网络未来发展趋势。