工業以太網技術提升機械控制水平

目前所出現的新的工業網絡協議幾乎都是基于以太網的技術，不過最近兩大主要的工業網絡組織ODVA與Profibus國際組織都宣布正在各自擴展一種非以太網的網絡協議，一種底層的比特級工業網絡規范。其中，ODVA公布了其最新的CompoNet規范，而Profibus國際組織則公布了其IO- Link集成規范。盡管兩種技術差別甚多，不過重點都是圍繞低成本的應用需求。

IO-Link與CompoNet相互之間絕不是競爭關系，它們其實是對各自的現有網絡架構的完善和擴展，通過不同的途徑提高各自工業網絡標準的實用價值。IO-Link利用現有的點對點連接技術增加網絡效率，增加設備間的信息交換能力。另一方面，CompoNet則針對相對昂貴的其他網絡技術提供一種低成本的機械控制方案。同時，對于欠完善的網絡而言，CompoNet憑借其優良特性也是一種具有吸引力的解決手段。

多年以來，低成本的工業網絡市場一直由AS-i這一比特總線技術所統治，因為AS-i可以為簡單的二進制設備提供廉價的聯網方案。AS-i據說目前已經超過了1000萬個安裝節點。以此為基礎，上述兩大工業組織在擴展其現有網絡進入低成本應用領域的時候，大大減少了工作量。因此AS-i為它們提供了一種現成的解決方案，使其可以通過簡單的網關與幾乎任何工業網絡進行連接。實際上，作為Profibus和Profinet標準的主要倡導者，西門子已經把 AS-i作為Profibus下面一層的網絡標準方案的一部分了。

IO-Link實現簡單設備的智能化

可以肯定的說，Profibus國際組織的IO-Link技術并非一種工業網絡，而是一種簡單的協議，能夠增強現有工業網絡中連接設備間的通信能力。 IO-Link使用現場設備和I/O通道間現有的24 VDC電源輸入的點對點連線，通過基于通用異步收發器UART的脈沖模塊傳送更多的數據信息，傳輸距離可達到15m。這些被傳輸的數據可能包括過程數據、診斷數據或者是配置數據。借助現有的連線，無論是符合IO-Link規范的設備還是標準的設備，都可以同時運行使用，也即是說IO-Link能夠與現有的傳統設備和配置兼容。

一個典型的IO-Link應用需要一個IO-Link主站，例如一個兼容Profibus的遠程IO模塊就可以作為主站。除了標準的I/O信號，該模塊通過脈沖調制過程發送和接收配置數據、診斷數據或增強的過程數據，然后把它們打包到Profibus數據報文中，最后傳送給網絡主控站，通常是一臺PLC。上述應用中，遠程I/O的連接保持相同，IO-Link的優勢主要在于更大的信息交換能力，這是以前標準I/O設備無法實現的。IO-Link的另一個好處就是通過任何遵從該協議的I/O設備，IO-Link便可應用在任何I/O系統中，包括本地I/O、遠程I/O，設備總線或者比特總線。

CompoNet帶來高性能和低成本

CompoNet是ODVA頒布的第一套非羅克韋爾自動化開發的網絡規范。取而代之的是，ODVA的其他成員以及領先的離散傳感器供應商Omron公司首先將CompoNet作為自己原有的CompoBus/S總線的物理層，并增加ODVA的通用工業協議CIP作為應用層。CIP是ODVA其他網絡規范，如DeviceNet, ControlNet與EtherNet/IP的公共應用協議。通過共享CIP協議，CompoNet可以很容易地集成到現有的CIP架構中，并簡化路由信息，縮短今后網絡特性的開發時間，如集成的總線安全。CompoNet的目標是完善實際應用中DeviceNet層以下的控制，因為以前用于底層的工業網絡可能成本比較高。然而，由于CompoNet的優良特性和更低的成本，它將可能取代現有的一些DeviceNet的應用。

CompoNet完全是一種新的工業網絡，具備完整的獨立的拓撲特性、線纜規格和連接器規范。CompoNet現有的拓撲結構包括傳統的菊花鏈結構、星型結構或者主-從總線型結構。利用雙芯或者四芯線纜（帶總線供電），網段長度可以從30m到最大500m，因此CompoNet可以根據各種機械結構進行不同規模的擴展。該網絡數據速率可以從93.75 kbps～4Mbps，并能夠處理128個位輸入/輸出從站，64個字節輸入或者輸出從站，每幀采用44個字節來描述信息。據ODVA宣稱，該網絡的更新時間僅有1ms，完全滿足現代PLC性能的要求，因此CompoNet對于低成本的OEM機械控制應用非常具有吸引力。

與IO-Link不同的是，CompoNet可以看作是對AS-i以前優勢應用領域的有力挑戰。盡管CompoNet與AS-i都具有低成本的特點，但相比較而言，CompoNet的關鍵優勢在于其更佳的網絡性能，以及CIP協議的應用。根據ODVA的說法，現在已有很多I/O和現場設備供應商表示出了對支持CompoNet的強烈興趣，尤其是在歐洲的供應商，都期待能在2006年第四季度發布經過認證的具體產品。

診斷的價值

任何一種新的聯網技術，其真正的價值在于它能夠增強和提高現場設備的信息訪問能力。現在工廠要求獲得越來越多的現場設備信息，而技術讓信息更易獲得。就制造的產品而言，設備本身的信息與從設備上讀取的信息同等重要。幾年前，甚至AS-i技術也在診斷方面下了不少的功夫，希望在原來的純比特級總線的基礎上，增加設備診斷、模擬信號通信和發送能力。當然，我們在增強網絡技術信息交換能力的同時，不要忘記改進底層網絡原來的主要方向，即節省連線成本。

一些用戶也許會質疑

底層應用是否需要診斷。雖然最簡單的ON/OFF開關裝置也許不需要收發額外信息，但是有一部分離散裝置通過增加一點診斷智能可以給應用帶來好處。這類離散裝置包括具有模擬信號輸出的感應式或電容式現場傳感裝置，以及簡單的模擬控制閥。此外，像光幕這類光學傳感器裝置也可以利用這種診斷能力發送設備狀態信息，如鏡頭的光潔度信息。一直以來，最終用戶都無法確定簡單執行機構和傳感器的診斷成本，因而現在可以通過設備供應商具有診斷功能的產品，確定診斷的成本情況。

建議：IO-Link與CompoNet為終端用戶提供了有價值卻又完全不同的解決方案。隨著兩種技術產品的逐步面市，用戶應該重新評價一下自己目前的聯網策略，考慮在哪些地方可以利用這些新的解決方案，以最佳地滿足未來需求。

現場設備供應商現在也面臨著選擇支持哪種新技術的問題。由于有ODVA和PI的支持，相信IO-Link與CompoNet都將可能被終端用戶所接受。設備供應商需要與自己的客戶緊密協作，幫助他們理解如何最大化技術帶來的效益。