新技术的进步加上对更高效的制造工艺和设备的渴望正在推动工业设施的前所未有的变化。这些变化导致自动数据的自动化、精度和体积的增加。
这些进步带来了工业4的现实，并提供了很大的希望和机会，制造商通过提高生产率，安全性和可靠性，同时也减少排放，在全球经济中竞争。据估计，在未来10年，这些机会约为65美元的自动化设备制造商。
虽然机会是有吸引力的，但仍有重大的障碍需要克服。例如，在传统保守工业中采用新技术可能是缓慢的。今天的自动化工厂往往是新的和遗留系统的混合与系统间通信相关的复杂性。从网络边缘安全地捕获和通信数据与现有的基础设施基本上是不可及的。简而言之，工厂和加工厂不会一夜之间发生变化。需要一个过渡时期。
为了实现和加速这一转变，自动化厂商转向技术合作伙伴和供应商，比如模拟设备，以提供更多的系统领域专门知识和解决方案。
连接企业需要的过渡，特别是以太网和安全性
工业以太网已广泛应用于控制应用中，并随着组织和市场向工业4过渡的首选通信媒介而不断扩展。
图1一个芯片，许多以太网协议
其中一个挑战是解决以太网上的决定论问题。许多协议使用专有层2解决方案。然而，当试图在企业网络的更高级别上提取相关数据或在不同制造节点之间进行协调时，这些可能导致显著的互操作性问题。新的IEEE 802.1 TSN标准针对工业控制中遇到的同一类问题，并承诺从专有解决方案过渡到有利于基于标准的方法。
以太网传统上是一个尽力而为的网络。为了允许以太网部署在关键任务的应用程序中，有必要添加特定的功能，包括时间同步、预定流量、入口警务、无缝冗余等。这些新兴的IEEE TSN标准的目标是实现真正融合的网络，其中所有类别的业务可以无缝共存。这将允许关键任务实时流量在同一网络上作为流通信和尽力而为的流量。这些特征使得网络设计者能够确保在整个网络拓扑结构中能够按时、及时地传输某些类别的业务。不同于专有层2解决方案，这些特性被设计成可扩展到千兆位线路速率和超出。
模拟设备最近收购了Invasic，一个关键的成员和贡献者的工业互联网联盟，使TSN
连接边缘设备到融合的可信行业4连接的企业网络，由TSN启用，提出了许多挑战。在边缘设备中的当前通信技术(例如，现场总线和4毫安到20毫安电流回路)工作并且它们可靠地工作。然而，他们的数据云(本地或远程)往往阻碍了许多层的通信沿路径从工厂地板到前厅。网关通常需要从一种格式或协议转换为另一种格式，并且数据可以存储在多个服务器上，从而到达分析实际发生的地方。将数据从简单传感器移动到云的总拥有成本不仅涉及数据传递所必需的设备，而且还包括确保数据完整性所需的软件、处理和人力。
虽然将以太网连接到这样一个简单的设备，例如温度变送器，似乎不是矛盾的，它不是关于设备的简单性或它产生或消耗的相对少量的数据。这是关于在融合网络上有效地从设备中提取数据的能力，然后使用这些数据进行可操作的结果。例如，分布式控制系统(DCS)可以使用来自温度变送器的数据，以确保其过程的一部分实时运行。然而，也可能有这种特定温度对整个过程的影响。随着温度变送器无缝地连接到云，可以在几乎实时地考虑所有工艺参数的情况下进行分析，以确保整个过程运行。可以进行调整，从而可以优化生产或提高能源效率。
ADI将这些挑战视为我们客户成功的关键因素，也是我们投资尖端技术驱动以太网走向边缘的动力因素。一个关键的使能技术，我们称之为低复杂度以太网，是将简单的工业设备(如温度变送器)直接传送到以太网网络的驱动程序。
图2我们的关键能力使可信自动化。
低复杂度以太网解决了当今标准层2以太网实现的传统大小、功耗和成本问题，以降低将数据获取到云的总拥有成本。
向融合工业以太网的过渡还需要在物理层上进行创新，以提供与现有系统的一些固有能力相匹配的解决方案。许多最广泛部署的以太网物理层标准仅限于100米电缆长度，并且需要多个双绞线电缆来实现。相比之下，现有的工厂自动化网络基础设施的大部分安装基础都是建立在单双绞线电缆上的，可以以31.25 kbps的数据速率扩展到1000米长。为了帮助解决这个问题，ADI正在与IEEE的关键工业伙伴合作开发一个新的以太网标准。该标准称为10SPE，将在一个双绞线电缆上工作，长度可达1000米，数据速率为10 Mbps。通过采用协作的、基于标准的方法来解决这个问题，ADI正在帮助降低采用的障碍，缩短实现融合的、全网的目标的时间框架。
除了开发新的以太网融合能力之外，其他已经在100 Mbps使用确定性以太网的应用正在推动带宽和性能的限制。诸如机器人的应用需要比以前更精确地控制越来越多的协调轴。将控制网络转换为千兆位速度有助于满足这些需求，并代表了工业以太网市场的另一个主要趋势。
以太网的巨大成功常常使以太网技术的使用者难以解决与应用相关的安全问题。预期的对工业网络边缘的数据和传感需求的增加可能会受到对安全的感知风险的阻碍。此外，在工业控制应用中对低延迟和抖动的要求可能与安全要求直接冲突。这些技术的使用者有责任更快地解决这些应用中的性能和安全性问题。
模拟设备最近获得了SyrIS电子学(SeimoMealTealm)的安全部门
产业空间中的网络安全风险越来越受到人们的关注。由于工业4和工业物联网(IIOT)的出现，工业空间由广泛分布的设备、动态信息流和跨环境的连通性来定义，以提供新的能力。然而，这并不奇怪，随着创造新的能力，它也创造了新的安全威胁以前没有想到，但比以往任何时候都更加真实。
如果想象出必须安全地连接到网络的设备的绝对数量，那么很明显，建立这些设备的身份是有问题的。物理分布的共享加密密钥很快变得不切实际，证书交换的管理变成了一个物流噩梦。如果要实现可信工业4企业的愿景，关键的身份建立是至关重要的。同样，需要具有低的、固定的延迟和小的硬件和/或软件占用的轻量级加密技术，以将高度受限的设备安全地连接在网络的边缘。ADI已经投入了大量的技术，例如身份认证和安全解决方案，以解决资源受限设备和轻量级分组密码技术来解决这些重要问题。
结论
模拟设备的工业自动化集团在工业网络的边缘提供传感、控制、监控和健壮实时通信系统领域的领先解决方案。ADI在安全和认证、功能和本质安全以及多协议支持等领域开发和获得专门知识。通过强有力的协作，我们将实现并加速从传感器到云的信任IIOT连接企业的过渡。