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工业网络的未来

HMS工业网络有限公司的Jörgen Palmhager与Leif Malmberg为您讲述下一代工业通信技术背后的故事。

Jörgen Palmhager & Leif Malmberg现代工业以太网以超出标准以太网功能的范围发展。好的网络性能与持续增加的功能也带来了对机器设备与这些网络通信的更高需求。瑞典HMS工业网络有限公司开发的通信解决方案能够令工业自动化设备与不同的网络通信。在这里,新一代的通信技术已开始成形,随时准备迎接现代工业以太网及其应用的挑战。而这种通信技术的核心是是新型的网络处理器。   

“为了理解新的技术,你首先需要以后视镜的角度看问题,”HMS首席运营官Jörgen Palmhager说到。“当工业以太网在2000年代早期被引进时,设备制造商与机器制造商发现他们面临新的挑战—令他们的设备兼容现有的现场总线网络与新的工业以太网。在HMS,我们意识到正确功能、价格、尺寸与性能的专门网络处理器的需求。”


Anybus NP30其结果就是Anybus NP30的产生,它是包含处理器、控制器,将API放到极有限空间(10x10mm)的单芯片网络处理器。它还包含能够在实际芯片上存储数据的闪存。

新网络,新要求
“然而在过去几年中我们看到的是,工业以太网现在需要更多的性能与新的结构,”Jörgen Palmhager说到。“新的工业以太网变得越来越专门化,这就对网络处理器负责不同网络与协议之间的“翻译”要求更多。简而言之,当涉及到不同网络的特性时我们需要传输更多的数据,同时需要更灵活。

Anybus NP40为了满足这种要求,HMS现在展示的Anybus NP40,包含高性能ARM核心与FPGA(Field-Programmable Gate Array)结构。该设备是基于闪存、结构设计结合了性能与灵活性于一体的单芯片。

FPGA结构用于各种各样实时以太网接口的实施,而ARM核心用于运行协议与应用栈。由于NP40是基于闪存,该设备可重复编程以用于几种不同的工业以太网。这就意味着单一的硬件平台通过简单下载新软件就可以支持几种不同的网络。

“这种新技术由于其可安装通信模块到产品并精确下载连接到不同网络所需的软件,使得设备制造商的工作更简单,”Jörgen Palmhager说到。

“我们相信这种将更快速的处理器与FPGA结构相结合的新技术能够提供永不过时的平台,”他继续说到。“它令用户可享两全其美。他们获得所需应用要求的速度与精确,同时享受通过简单下载新软件适应不同网络的灵活性。”Anybus NP40

三种模式
Leif Malmberg是HMS嵌入式解决方案产品线经理。他一直看到自动化产业寻求完整解决方案的趋势,但是以不同的模块模式。“就功能、支持、咨询与维护而言,我们的客户需要完整的解决方案,”他说到。

“然而,他们真正寻求的是连接解决方案的不同模式,这取决于他们需要解决方案怎样的集成。我们还发现大部分用户寻求完整的模块,这样他们可以简单插入到机器设备中实现网络连接,但是也有用户需要半完整网卡以增加到现有母板上,使用自己的网络连接件。也有用户只想要网络处理器以建立他们自己的解决方案。”

 这就是为什么HMS将嵌入式CompactCom打造成三种不同的模式:芯片、板卡和模块,这样可以让用户选择他们的解决方案如何集成。这根据他们应用通信芯片的方式不同而不同,是自己设计其它的硬件,还是安装板卡与自选连接件,亦或是直接插入预制通信模块。“在某种程度上,我们之前的NP30已拥有这些可选择模式,”Leif Malmberg说到,“但是新的嵌入式概念,我们在新的技术平台上以几种模式进一步扩展了我们的产品。”

安全、能源与其它趋势
增强的性能与灵活性有可能是推动新技术的最强趋势,但是业内也有其它有影响力的趋势。随着越来越多的工业工厂寻求将安全网络集成到他们自己一般工厂网络的方式,集成安全性就成为这种趋势的一种。这也是HMS开发能够实现工业设备与安全网络通信的新安全模块的原因。

随着各公司为绿色、节约、严格遵守能源消耗和排放法规而努力,另外一个重要的趋势就是节能。“我们清楚地看到了这一趋势,”Jörgen Palmhager说到。“不仅仅通过如PROFIenergy的新的能源文件,而且通过社会的一般趋势。我们经常看到工业装置中不同机器的利用率低于40%。由于多数情况下机器等待与运行时消耗等量的能源,通过自动关闭未使用机器装置的方式就可节约大量开支。另一个显然的实例就是近期的日本地震与海啸的后果。由于福岛反应堆故障后的电源缺失,各公司都在以各种可能方式尽力节能,且高度需求低功耗的工业设备。”

新的以太网拥有更多功能且易于工业应用访问。这就使得诸如阻止未授权访问之类的安全性考虑愈发重要—不仅仅是针对工厂,也针对单独的设备。“对于我们最重要的是提供安全的解决方案,而越来越多的客户正寻求于此,”Jörgen Palmhager说到。“当前另一个即将到来的以太网要求就是提供支持新的网络协议版本6(IPv6)的产品。我们已经有了运行此协议的解决方案,并且这也一定是未来必备品。”

未来已在眼前
虽然下一代通信解决方案直到2013/2014年才作为标准模块上市,已经有带头客户使该技术。“事实上我们将我们新的基于NP-40的技术应用于试用客户并将其发展成合作伙伴以此真正贴近工厂应用,”Jörgen Palmhager说到。Leif Malmberg补充道:“我们发现该项新技术的重要性,尤其针对应用驱动器与运动的公司来说。AIDA组织与他们的供应商更有可能成为该项新技术的早期应用者。”

HMS还看到设备制造商对于完整通信解决方案的需求,他们需要实施过程的咨询与支持服务,而不是自己去建立解决方案。“是的,这种愿望多年来一直有,”Leif Malmberg说到。“机械制造商与设备制造商都看到了能够专心制造其设备而将网络通信问题交给合作伙伴的巨大优势。”



 



嵌入式解决方案概念介绍




Millions of devices can't be wrong已有超过两百万设备应用Anybus连接到现场总线和工业以太网





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