工業乙太網路成就工業4.0

作者 : Anthea Chuang,EE Times Taiwan

要提升工廠的效率,機器設備與主控端之間資料傳輸與溝通能否順暢,將是實現工業4.0的關鍵。此時,工業乙太網路將能達成任務…

要實現工業4.0有許多事得做,如機器建的連結及通訊、資料擷取與機器控制…等皆需要更有效率。各方面堆積出來的效率將使整座工廠可獲得最佳的運轉狀況,進而實現工業4.0。而要提升工廠的效率,機器設備與主控端之間資料傳輸與溝通能否順暢,將是關鍵,此時,工業乙太網路將能達成任務。

德州儀器(TI)半導體行銷與應用產品應用經理林家賢表示,工廠裡的設備不只一台,更何況工廠各種機器也需要即時性的控制,才能馬上反應,不至於造成損失。而這些由許多生產機器產生的即時性資料,若是沒有穩定且大頻寬,更重要的是能夠即時傳輸的傳輸介面,則一切將只是一場空,遑論實現工業4.0。而工業乙太網路傳輸速率已從最初的4Mbps,一路演化到100Mbps,最新的工業乙太網路傳輸速率甚至已高達1Gbps,使得工業乙太網路不僅在工業領域越來越受歡迎,也成為實現工業4.0一個很好的傳輸介面。

另一方面,支援實現工業4.0的傳輸介面須具備幾項特性,包括更好的保護與隔離、低耗電、安全性與符合功能性安全,這些乙太網路皆符合。林家賢指出,從工廠控制網路架構來看,過去工廠多使用RS485、CAN匯流排…等即可支援簡單的通訊與控制訊息的傳輸,但現今工業4.0工廠架構越來越複雜且龐大,傳輸的資料量越來越多、對於網路的信賴度及穩定性要求也日益提升,以往使用的通訊介面已不敷使用。更重要的是,目前的工廠對通訊技術的種種要求,有線介面較能滿足需求,因此工業乙太網路「出線」。

工廠控制網路介面技術趨勢。(資料來源:德州儀器)

林家賢並強調,這並不表示乙太網路將獨霸整個工業通訊架構,而是會與無線網路技術相互合作。若是有高即時性需求的部分由工業乙太網路負責;而對於即時性要求較低的應用,則可採用無線網路技術。

工業乙太網路受到青睞的同時,新的設計挑戰也隨之而來——超低延遲、更低的EFT/ESD及最大化訊號完整性。有鑒於此,德州儀器推出低延遲 10/100Mbps乙太網路 PHY 系列產品 DP83826E,林家賢說明,低延遲乙太網路 PHY提供低度的確定性延遲、低功率,並支援包括 10BASE-Te、100BASE-TX 等乙太網路通訊協定,可滿足即時工業乙太網路系統的嚴格要求。

 

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