又到了生龍活虎的一年，我們和ODVA主席及執(zhí)行總裁Al Beydoun博士一起來聊聊ODVA過去一年虎虎生威的成就，在網絡通訊協(xié)議方面突飛猛進的收獲。ODVA作為EtherNet-APL的發(fā)起者之一，在中國大受歡迎，絕非浪得虛名，背后是其長期扎根于網絡安全解決方案的智慧結晶。為工業(yè)4.0健康網絡物理系統(tǒng)持續(xù)保駕護航，在未來互聯網的世界始終傳遞安全解決方案，時時在線。

ODVA主席及執(zhí)行總裁Al Beydoun博士

　　革新創(chuàng)舉，只為您的網絡便捷一試

　　Al Beydoun博士坦言，過去一年，ODVA一直在不斷改進EtherNet/IPTM網絡環(huán)境，以便在中國制造2025，工業(yè)4.0，工業(yè)物聯網等領域持續(xù)發(fā)揮安全和可操作性的價值。ODVA進一步拓展了EtherNet/IP應用，突破了一些機柜內資源受限的設備如接觸器和按鈕等細小部件。能夠以最小的物理空間和最有限的硬件資源從設備遠程獲取診斷、預測和資產標識信息，為數字轉換和減少計劃外停機時間提供了有效保障。此外，作為確保邊緣計算的重要環(huán)節(jié),CIP SecurityTM 也得到了更新，以支持用戶級認證，并根據用戶和角色提供一個特定的信任域。

　　同樣受EtherNet/IP支持的TSN已在AGV、冶金、礦山、機床等領域遍地開花。因此，EtherNet/IP根據滿足時間敏感的應用、網絡設計的靈活性以及工業(yè)4.0、工業(yè)物聯網的需求精準定位，實現了適當的網絡分割。EtherNet/IP的設計優(yōu)化是既可通過低級的操作控制工程網版權所有，同時允許更復雜的消息傳遞到更高級別的網絡，包括ERP系統(tǒng)和TCP云。隨著IEC/IEEE 60802 TSN的加入，EtherNet/IP在未來將擁有別具一格的優(yōu)勢，它能夠完全遵守IEC/IEEE 60802 TSN配置文件中概述的機制，以及IEEE 1588通過CIP Sync和CIP Motion實現的精確時間配置文件。CIP Sync作為一種現有的網絡機制ConTROL ENGINEERING China版權所有，用于分布式智能設備和系統(tǒng)之間的緊密實時同步至關重要。CIP Motion是目前針對多軸分布式運動控制的確定性網絡解決方案。 

　　Al Beydoun博士補充道，IEC/IEEE 60802 TSN將作為一個額外的控制層,與EtherNet/IP相融合,使得不同的網絡類型得以共存,同時為此提供所有應用程序相同的服務。 

　　除了這些耀眼的成績之外，ODVA還與OPC基金會成立了一個聯合工作組，開發(fā)共同工業(yè)協(xié)議(CIPTM)的OPC UA配套規(guī)范。ODVA和OPC基金會之間的合作將導致可靠、安全通信設備之間的一部分CIP-enabled工業(yè)控制系統(tǒng)(ICS)和其他OPC UA-enabled應用程序,允許CIP設備之間的通信和OPC UA設備以及云計算和企業(yè)級服務。

　　值得一提的是，Ethernet-APL項目正如Al Beydoun博士所預判的那樣順利出爐。Ethernet-APL由單對以太網(IEEE 802.3g-2019, 10base-T1L)、本質安全(IEC 60079, 2-WISE：2-WISE定義了本質安全保護，包括無需計算就可驗證本質安全的簡單步驟。)和A型現場總線電纜(IEC 62158 -2，用于本質安全)組合而成。滿足工藝行業(yè)對每主干長度達1000米的長距離電纜的需求，以及對所有危險區(qū)域和區(qū)域的本質安全保護。

　　Al Beydoun博士強調，Ethernet-APL對電纜規(guī)范非常重視，因為終端用戶可以通過重新使用現有已安裝的A型現場總線電纜來降低成本，該電纜滿足100歐姆的電阻標準，并具有正負20歐姆的公差。帶屏蔽的A型雙線電纜只需要一個螺絲刀，以確保連接和相關的制線工具。 

　　Ethernet-APL作為一個物理層，可以支持EtherNet/IP、HART-IP、OPC UA、PROFINET或任何其他更高級的應用層網絡協(xié)議。甚至可以傳輸用于監(jiān)控流程操作(如燃燒和焚化)的視頻攝像機流量。Ethernet-APL還允許終端用戶訪問標準安全和安全服務，如基于IEC 61508和ISA/IEC 62443構建的CIP security和CIP SafetyTM。  

　　此外，Ethernet-APL允許以太網輕松地從現場儀器儀表擴展到工廠過程自動化系統(tǒng)，再擴展到更高級別的企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng)和云環(huán)境，從而減少網關。EtherNet/IP未來將成為在Ethernet-APL上運行的關鍵工業(yè)以太網通信網絡之一，因為EtherNet/IP最初是基于IP技術為未來設計的，并被NAMUR規(guī)定為從現場級到更高系統(tǒng)級通信的最低約束要求之一。提供了令人信服的可行性操作，包括增強的遠程調試、資產管理、控制、分析和診斷/預測。  

　　APL項目團隊還與半導體制造商合作，為Ethernet-APL提供10base-T1L物理所需的芯片?？蓪⑺俣忍岣叩?0mbit/swww.cechina.cn，將調試時間從幾分鐘減少到幾秒?？偠灾?，Ethernet-APL將使用單對以太網技術，幫助將關鍵信息從設備轉移到云ConTROL ENGINEERING China版權所有，以實現現代工業(yè)物聯網和工業(yè)4.0解決方案的未來應用。

　　智能集成，數據繁復皆以安全為俱

　　現在越來越多的專業(yè)人士意識到只有數字智能集成才能實現真正的智能制造未來，通信協(xié)議的及時性和安全性也越來越受到重視。Al Beydoun博士認為，單對以太網使得訪問以前的硬件連線設備中的復雜診斷程序成為可能，從而更容易地進行故障排除和預測分析，可以顯著提高智能工廠的操作性能并降低成本。單對以太網將使EtherNet/IP同時用于受限和非受限設備，這將有助于推動數字化的進程。  

　　顯而易見，EtherNet/IP機柜內資源約束設備支持是一項重大的技術進步，它利用雙以太網(IEEE Std 802.3 g-2019 10base-T1S)將以太網引入低級別機柜內設備。與現有的硬件連線設備相比，用于機柜內資源受限設備的EtherNet/IP將實現額外的診斷、資產信息和參數化功能、自動節(jié)點拓撲發(fā)現以及即插即用設備替換。 

　　除了為柜內解決方案擴展EtherNet/IP之外，CIP Security現在還可以為資源受限的設備提供保護，包括設備身份驗證、廣泛的信任域、通過預共享密鑰(Pre-Shared Keys, PSKs)的設備身份驗證和設備完整性。此外，還可以通過網關或代理進行狹義信任域、用戶身份驗證和策略實施。  

　　圍繞智能制造的話題，當然離不開工業(yè)4.0的討論。Al Beydoun博士表示，網絡物理系統(tǒng)是工業(yè)4.0最有潛力的概念之一，它將有助于改變自動化中進行調試、操作和維護的方式。網絡物理系統(tǒng)允許控制工程師在物理實施之前快速測試隱蔽的修復或修改，通過預診幫助避免計劃外停機，并通過增強現實維護指令減少維修時間。  

　　在大型工廠和工廠中，因為設備和儀器庫存的特殊管理，擁有一個網絡物理系統(tǒng)意義非凡。此外，虛擬生產模型可以對新的生產線布局進行測試，在潛在瓶頸發(fā)生之前發(fā)現它們，從而優(yōu)化整體設備效率(OEE)。最后，與工廠系統(tǒng)配置和制造商支持文檔相結合的虛擬現實技術可以減少對新維修工人的培訓要求。  

　　EtherNet/IP為工業(yè)4.0做好了充分的準備，通過一個標準網絡診斷裝配對象，使關鍵設備診斷和網絡健康可以輕松地用于網絡物理系統(tǒng)，無論儀器類型或制造商。

　　言及人人關注的網絡安全，Al Beydoun博士認為那正是ODVA的用武之地。CIP Security是EtherNet/IP的網絡安全擴展，為設備提供最后一英里的安全相關要求和能力。啟用了CIP安全的自我保護設備能夠拒絕被更改的數據(完整性)，拒絕由不受信任的人或不受信任的設備發(fā)送的消息(真實性)，并拒絕請求不允許的操作的消息(授權)。CIP以EtherNet/IP設備的安全利用IETF標準的傳輸層安全(RFC 5246)和數據傳輸層安全(RFC 6347)協(xié)議，為EtherNet/IP流量提供安全的傳輸。TLS用于基于TCP的通信，如診斷和調測;DTLS用于基于 UDP的傳輸通信，如I/O數據。添加設備級安全是一種低成本的保護，為關鍵運動控制設備提供最后一級的防御。ODVA意識到到每個CIP設備不需要為所有已定義的安全特性提供相同級別的支持，為此，CIP security定義了安全配置文件的概念。安全配置文件是一組定義良好的功能，方便設備互操作性和終端用戶選擇具有適當安全功能的設備。

　　未來在哪里，ODVA就在那里

　　網絡安全防范全球關注，美國也不例外。正在關注設備級安全解決方案，如CIP安全與工業(yè)物聯網(IIoT)和工業(yè)4.0開放工廠到互聯網。單對以太網是一個非常重要的趨勢，它對離散自動化和過程自動化都產生了影響。通過單對以太網連接工廠自動化中資源受限的低級別設備，打開了來自接觸器和按鈕等設備數據的價值，實現了改進的診斷和預測，提高了工廠效率。Ethernet-APL在過程工業(yè)中處于單對以太網的領先地位，并承諾將以前只能通過4-20ma訪問的設備連接到以太網。最后，網絡安全產品(如CIP safety)繼續(xù)進入工廠工程，越來越多的安全功能被添加到機器上，以保護工人并提高OEE。  

　　當然，ODVA都會將這些寶貴信息和所有會員一一分享。疫情期間，ODVA通過視頻，將現場培訓課程轉變?yōu)樵诰€觀看的模式，如ODVA的EtherNet/IP開發(fā)人員快速入門和CIP安全培訓等，已經舉辦多次，全球參與度很高。ODVA也特別重視中國市場的發(fā)展，及時為客戶提供各類咨詢和測試服務，實驗室的各類服務一應俱全。 

　　最后，Al Beydoun博士透露，ODVA的成員目前正在參與IEC/IEEE 60802 TSN Profile for Industrial Automation聯合項目，該項目將制定TSN的使用標準。預計于2022年末到2023年期間完成。ODVA發(fā)布EtherNet/IP增強功能以納入TSN將與發(fā)布60802 TSN概要相協(xié)調，以確保一個穩(wěn)定的標準。  

EtherNet/IP機柜內配置文件網段與路由器中的實際拓撲對象。

　　展望未來，EtherNet/IP使用通用工業(yè)協(xié)議或CIP協(xié)議，在ISO/OSI模型的應用層進行設備和儀器之間的數據通信。這種通過CIP通信數據的方法，獨立于傳輸、網絡、數據鏈或物理層，可以使用不同的傳輸媒體。因此，EtherNet/IP可以跨銅、光纖不同材質的無線使用，為用戶提供跨眾多工業(yè)高度靈活的應用程序，包括自動化應用中5G的新機遇。

　　可見www.cechina.cn，無論未來互聯如何，ODVA始終相伴在側，心相連形相連?。–EC/ 楊霞 撰寫）