工业自动化中的传感网络

传感器是工业应用的重要组成部分。IHS 估计，2013 年有超过 1 亿个离散传感器被运往工业自动化领域。这些传感器在尺寸、用途和功能方面差异很大。并非所有传感器都小而简单：有些传感器提供广泛的功能并能够连接到更广泛的工业自动化网络。这些功能更强大的传感器对于从工业环境中收集数据变得至关重要。他们正在帮助迈向工业自动化的下一阶段，无论这被称为先进制造、“工业 4.0”还是其他东西。

作为一个简要的概述，IHS 将“工业 4.0”一词视为许多因素和趋势的组合，包括工业网络、分布式智能、网络安全、大数据和分析等，并将这些结合起来创建一个智能工厂。 传感器提供了从生产线和工厂收集大量数据的巨大潜力，这些数据可以越来越多地通过网络分发、分析，然后用于做出更明智的决策。好处包括安全改进、正常运行时间增加、能源成本降低以及维护更快或更容易。然而，存在潜在的安全问题。

当然，要实现这一点，它需要一个能够通过网络传输数据的传感器。可联网传感器仍然只占市场的一小部分，大量使用基本信号将信息传输到可编程逻辑控制器 （PLC）。那些能够直接通过网络传输数据的传感器通常也具有一定程度的智能，可以减轻 PLC 或其他控制器的负载。

这些传感器与各种网络技术进行通信，无论是基于以太网还是基于现场总线。AS-i 和 IO-Link 这两种更面向传感器的技术也得到了强调（IHS 将它们定义为现场总线技术）。很明显，绝大多数可联网传感器使用基于现场总线的网络，通常是 HART 或 PROFIBUS。估计有五分之一的设备使用 AS-i，尽管有些人并不认为它是一种真正的网络技术，但 AS-i 已被广泛使用，并已被大多数主要传感器制造商采用。

IO-Link 有可能成为未来 AS-i 的主要竞争对手。但是，目前缺乏传感器供应商的支持，并且 AS-i 具有安全变体这一事实可能会对 IO-Link 的采用产生负面影响。作为回应，IO-Link 安全小组最近成立，其主要目标是建立该技术的安全变体。一旦这一点可用并得到证实，它应该会进一步提高 IO-Link 目前正在经历的出色采用率。

其余 12% 的传感器网络技术采用份额被分配给多个以太网变体。以太网变体与现场总线一样多，但它们进入市场的时间要年轻得多，因此尚未被广泛采用。现场总线技术当然不会在一夜之间消失，但​​传感器网络采用以太网的增长速度更快。推动这一趋势的因素有很多，但最重要的是与其他已经通过以太网广泛联网的工业自动化设备的轻松集成和互操作性，无论是标准 TCP/IP 形式还是其他确定性变体。

以太网采用的普及和增长已从消费者/企业网络中过滤掉。它首先用于工业信息级别，然后是控制器级别，现在正在慢慢地在现场级别上看到。从现场总线到以太网的过渡需要时间，因为工厂和大型工厂很少进行改装。这意味着大部分网络将继续基于现场总线，或者在一段时间内可能是以太网/现场总线混合。因此，虽然先进传感器网络的大门已经打开，但我们距离“工业 4.0”以及联网传感器阵列可以带来的好处还有很长的路要走。

审核编辑：郭婷