Trong vài thập kỷ qua, Ethernet Technology đã là một người thay đổi trò chơi cho các ngành công nghiệp ở nhiều lĩnh vực khác nhau, từ những ngày đầu của các mạng lưới địa phương, cho đến các mạng băng thông rộng sau này, cho đến Internet ngày nay. Và bây giờ, các thành phần chính của công nghệ Ethernet đang được sử dụng trong các cơ sở kiểm soát công nghiệp, thúc đẩy sự tiến hóa và tiến hóa của toàn bộ hệ sinh thái sản xuất.
Trên thực tế, công nghệ Ethernet truyền thống và giao thức TCP/IP đã được sử dụng trong nhiều năm trong ngành sản xuất cho các hệ thống quản lý và hệ thống quản lý mạng doanh nghiệp và cửa hàng cho các hoạt động sản xuất, nhưng hiếm khi để tương tác và truyền thông dữ liệu và thông tin kiểm soát và thông tin trong máy móc thực tế và dây chuyền sản xuất.
Bản thân bộ điều khiển máy (ví dụ PLC, IPC ...) và kết nối của nó với bộ truyền động (ví dụ, ổ đĩa, động cơ ...). v.v.) và sự tương tác của nó với bộ truyền động (ví dụ, các ổ đĩa, động cơ ...) Giao tiếp giữa chính bộ điều khiển máy (ví dụ PLC, IPC, v.v.) và bộ truyền động của nó (ví dụ: ổ đĩa, động cơ ...) và cảm biến luôn yêu cầu Sử dụng xe buýt kiểm soát trường xác định. Sử dụng giao thức TCP/IP truyền thống, các yêu cầu xác định thời gian thực để liên lạc từ điều khiển máy đến các cảm biến và bộ truyền động không thể được thực hiện và hoàn thành, vì vậy nó không phù hợp để sử dụng làm bus lớp điều khiển cho thiết bị công nghiệp.
Tuy nhiên, trong ngành sản xuất thiết bị, các nhà chế tạo máy (ví dụ: những người chế tạo máy CNC, thiết bị bán dẫn ...) đang thấy việc tái sử dụng TCP/IP như một bus lớp điều khiển. Tuy nhiên, các nhà chế tạo máy trong ngành sản xuất thiết bị (ví dụ: những người tạo máy CNC, thiết bị bán dẫn, ...) thấy giá trị trong việc tái sử dụng các thành phần phần cứng trong thiết lập mạng dựa trên TCP/IP. Điều này là do sự tăng trưởng bùng nổ của Internet đã tạo ra một tiêu chuẩn kỹ thuật phổ biến rộng rãi cho các thành phần giao tiếp Ethernet (ví dụ: thẻ, dây cáp, đầu nối ...). Bởi vì sự tăng trưởng bùng nổ của Internet đã tạo ra một tiêu chuẩn kỹ thuật phổ biến rộng rãi cho các thành phần truyền thông Ethernet (ví dụ: thẻ giao tiếp, cáp, đầu nối, ...), chi phí của các thẻ giao diện mạng (NIC) và cáp TCP đã giảm đáng kể xuống còn Một phân số hoặc thậm chí một vài phần mười chi phí của cáp công nghiệp truyền thống và thẻ thu thập dữ liệu (thẻ DAQ). Do đó, việc tái sử dụng loại phần cứng Ethernet này sẽ giúp các tổ chức đạt được tiết kiệm kinh tế đáng kể so với các cấu hình lĩnh vực truyền thống, chuyên dụng trong ngành.
Tác động kinh tế của việc sử dụng Ethernet làm hiện trường là không thể chối cãi, vì các thành phần Ethernet có thể giúp giảm chi phí hệ thống đáng kể đồng thời rất linh hoạt.
Ví dụ: với một trường độc quyền, một nhà sản xuất robot sẽ phải mua toàn bộ các thành phần hệ thống O & C từ một nhà cung cấp duy nhất: thẻ I/O chuyên dụng, ổ đĩa servo, động cơ, cáp đắt tiền, đầu nối ..., v.v. vân vân.
Với các giao thức giao tiếp dựa trên Ethernet tiêu chuẩn, các thẻ I/O có thể được thay thế bằng các giao diện Ethernet chung, cáp bus chuyên dụng có thể được thay thế bằng cáp CAT5 chung (loại xoắn loại 5) và chi phí của hệ thống truyền động servo có thể được giảm đáng kể nếu Mạng tiêu chuẩn hỗ trợ nhiều nhà cung cấp.
Đồng thời, việc kết nối các thành phần của hệ thống máy sử dụng Ethernet cũng sẽ trở nên dễ dàng hơn. Ví dụ, việc sử dụng cáp CAT5 chung, tương tự như các loại được sử dụng cho máy tính gia đình/văn phòng, sẽ giúp quản lý và bảo trì thiết bị dễ dàng hơn so với việc sử dụng cáp giao tiếp xe buýt chuyên dụng phức tạp cho bộ điều khiển thiết bị và các bộ phận điện. Đây chỉ là một số lợi ích kinh tế của công nghệ Ethernet.
Ngành công nghiệp nhanh chóng nhận ra rằng trong khi các giao thức TCP/UDP/IP không thể cung cấp phản ứng xác định thời gian thực theo yêu cầu của các hệ thống kiểm soát công nghiệp, phần cứng Ethernet phổ biến và chi phí thấp, bao gồm thẻ giao diện mạng (NIC) và cáp Ethernet CAT5, có thể là Được sử dụng để cung cấp cơ sở hạ tầng cần thiết cho mạng lưới các hệ thống kiểm soát công nghiệp, bao gồm cả việc sử dụng cáp Ethernet và NIC của các hệ thống kiểm soát công nghiệp. Tuy nhiên, phần cứng Ethernet có mặt khắp nơi và chi phí thấp, bao gồm thẻ giao diện mạng (NICS) và cáp Ethernet CAT5 ... có thể được sử dụng trong các hệ thống thiết bị công nghiệp để giúp cung cấp phản hồi thời gian thực cần thiết cho các ứng dụng điều khiển.
Điều cần thiết là một giao thức giao tiếp thời gian thực mới sử dụng lớp Ethernet vật lý phần cứng, nhưng cũng cho phép bộ điều khiển thiết bị kết nối và giao tiếp với tất cả các cảm biến và bộ truyền động trong thiết bị một cách chắc chắn theo thời gian thực.
Kể từ đầu thế kỷ, các nhà sản xuất tự động hóa công nghiệp hàng đầu đã giới thiệu ít nhất năm giao thức truyền thông Ethernet công nghiệp thời gian thực khác nhau, như Ethernet/IP, EtherCAT, PowerLink, Profinet và Sercos III ... để đặt tên cho một số. ... và như vậy. Tất cả chúng đều được quảng bá là "tiêu chuẩn", tuyên bố tái sử dụng các giao thức Ethernet hoặc phần cứng Ethernet và hứa hẹn sẽ giảm chi phí xây dựng các hệ thống điều khiển thời gian thực cho thiết bị.
Một trong những lý do chính cho sự xuất hiện của rất nhiều "tiêu chuẩn tiềm năng" là mỗi người có một cách tiếp cận kỹ thuật khác nhau để tái sử dụng các thành phần phần cứng Ethernet (ví dụ, thẻ giao diện mạng và cáp CAT5), không chỉ làm giảm đáng kể chi phí của thiết bị và cải thiện hiệu suất của máy, nhưng cũng cho phép truyền và tương tác thông tin và dữ liệu theo cách hỗ trợ điều khiển thời gian thực. Truyền và tương tác để hỗ trợ các ứng dụng xác định thời gian thực.
Có lẽ một lý do khác cho sự cùng tồn tại của nhiều giao thức Ethernet "tiêu chuẩn" tiềm năng là các nhà cung cấp tự động hóa công nghiệp hàng đầu này đang cố gắng sử dụng công nghệ Ethernet để tiết kiệm chi phí chung của các giải pháp hệ thống của họ. Bằng cách mở rộng "tiêu chuẩn" sản phẩm của họ cho Ethernet, khách hàng có được một số lợi thế và giá trị từ công nghệ Ethernet, nhưng về lâu dài, họ vẫn bị khóa vào mạng lưới độc quyền của nhà sản xuất.
Ngoài ra, sự xuất hiện của các giao thức mới giúp người dùng sử dụng công nghệ Ethernet để vượt qua hiệu suất và chi phí hiện có của thiết bị của họ. Đồng thời, các nhà xây dựng máy áp dụng tiêu chuẩn Ethernet Fieldbus thời gian thực phù hợp cũng sẽ có thể đạt được lợi thế cạnh tranh rất quan trọng về giá cả/hiệu suất so với bất kỳ địa điểm công nghiệp truyền thống nào khác.
Tuy nhiên, điều này có thể không quá quan trọng đối với các nhà chế tạo máy và người dùng thiết bị, bởi vì sau tất cả những năm quảng bá và phổ biến các công nghệ và sản phẩm Ethernet công nghiệp, thách thức đối với người dùng không còn được lựa chọn giữa xe buýt kiểm soát công nghiệp truyền thống và Ethernet công nghiệp, Nhưng để đối mặt với sự cạnh tranh khốc liệt giữa quá nhiều giao thức và tiêu chuẩn Ethernet công nghiệp trong một thị trường phức tạp và đông đúc. Thay vào đó, trong một thị trường phức tạp và đông đúc, với rất nhiều giao thức Ethernet công nghiệp "tiêu chuẩn" cạnh tranh với nhau và đưa ra các giá trị và lợi thế khác nhau, rất khó để biết "tiêu chuẩn" nào là đúng. Việc áp dụng giao thức sai (không phù hợp) như một tiêu chuẩn có thể có nghĩa là chi phí không cần thiết và hy sinh lợi thế cạnh tranh do giảm hiệu suất.
Trong tất cả các cuộc thảo luận về Ethernet thời gian thực công nghiệp, có một số sự thật dường như đơn giản thường bị bỏ qua. Sự lựa chọn của một tiêu chuẩn giao thức mạng không chỉ là về các thông số kỹ thuật và thuộc tính kỹ thuật cứng, chẳng hạn như hiệu suất và tốc độ truyền ... mà còn bao gồm các số liệu mềm và các thông số của trải nghiệm ứng dụng, như dễ sử dụng, mở, độc lập, rủi ro Tránh, tính nhất quán, khả năng tương tác, tính khả dụng lâu dài và các đặc điểm phân phối hệ thống .... các yếu tố này, khi kết hợp, xác định xem một giao thức hay "tiêu chuẩn" sẽ được người dùng công nhận hoặc trở nên phổ biến trên thị trường.