在一個(gè)自動(dòng)化工廠中,包括工業(yè)以太網(wǎng)(Industrial Networking)、可程序邏輯控制器(PLC)、伺服驅(qū)動(dòng)器、IO、HMI等,都是極受重視的項(xiàng)目。以臺(tái)灣出口產(chǎn)品中最知名的工具機(jī)臺(tái)(CNC)為例,一個(gè)完整的車(chē)床、洗床、磨床等,幾乎涵蓋了以上的所有關(guān)鍵組件。
在這些關(guān)鍵組件中,工業(yè)以太網(wǎng)的角色舉足輕重。因?yàn)樵诠S自動(dòng)化產(chǎn)在線,信息的傳遞都是透過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行鏈接。工業(yè)以太網(wǎng)不只能用于工業(yè)自動(dòng)化,包括運(yùn)動(dòng)控制、智能電網(wǎng)、高鐵車(chē)廂、捷運(yùn)閘門(mén)連貫、紡織機(jī)、工具機(jī)等,都是工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用范圍。
工業(yè)以太網(wǎng)的傳輸線與一般PC所使用的以太網(wǎng)絡(luò)線相同。傳統(tǒng)的工業(yè)傳輸線路,包括地址線、數(shù)據(jù)線與控制線等,必須采用一大捆的并行線路,但透過(guò)工業(yè)以太網(wǎng),只需要一條線就可以傳送命令來(lái)控制數(shù)據(jù),不需要使用數(shù)量龐大的線材。而工業(yè)以太網(wǎng)也擁有工業(yè)應(yīng)用所需要的容余、以及時(shí)間定時(shí)管理等功能,盡管工業(yè)以太網(wǎng)與家用的PC以太網(wǎng)并非完全相同,然而其精神是一致的。
對(duì)于工業(yè)以太網(wǎng),各家大廠都推出自有標(biāo)準(zhǔn)。例如西門(mén)子的自有標(biāo)準(zhǔn)為ProFiNET、美國(guó)的ROCKWELL標(biāo)準(zhǔn)叫做EtherNetIP、德國(guó)Beckhoff推的是EtherCAT、奧地利的B&R則主推EthernetPowerlink,每家大廠都推出自有的協(xié)議,其心態(tài)無(wú)非希望市場(chǎng)都來(lái)使用自家的協(xié)議,如此一來(lái),可以球員兼裁判,但也導(dǎo)致市場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)紛亂無(wú)章。
各家廠商盡管都有自家標(biāo)準(zhǔn),但為了市場(chǎng)占有率,也必須支持其他廠商的協(xié)議。只是工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)如此繁多,又該怎么做?
目前市場(chǎng)上存在許多解決方法,例如采用ASIC,但只能選擇固定種類(lèi)的協(xié)議。有些廠商則將各種不同協(xié)議做成小型的模塊,因應(yīng)客戶需求,更改模塊來(lái)支持不同協(xié)議。但缺點(diǎn)是必須針對(duì)不同協(xié)議,做出多種模塊,不只成本提高,在管理上也不具靈活性。這些方式,盡管都能解決問(wèn)題,但都不是最佳的方案。
其實(shí)要解決這些問(wèn)題,需要一顆FPGA就夠了。FPGA由于是可程序邏輯芯片,因此要什么協(xié)議,只需要把該協(xié)議的IP寫(xiě)入FPGA里就能支持一次搞定,完全擁有彈性與靈活性。