灵活配置网络环境 兼顾成本、效益的工业光纤应用方案

碍于网络升级成本与需求考量，有时自动化环境无法全面部署工业光纤网络升级，仍可善用网通界面双向转换器整合，将关键网络进行工业光纤重点升级。ADVANTECH

虽然在通讯应用上，多数针对高速、高稳定性要求的网络应用，会选择导入光纤化的光通讯技术方案，但现实的环境可能因为新设备的采购进程或是预算考量所致，使得工业网络部署会因应阶段性考量或是成本要求，只能选择阶段性升级或是部分选用光纤网络…

在工业网络应用上，可用的通讯界面相当多，整合工业网络的工程师们，可能会遭遇不知如何下手的困难，其实每种网通界面方案都有各自的导入优势与使用条件，并不能说哪种网络通讯界面才是最佳方案，尤其在工业用网络范畴，可能因为生产设备的投入先后不同，造成新？旧网络界面并存现况，在部署网络环境时就必须考量不同网络环境与网通界面的差异，选择最佳化的部署方案。

无线网络应用仍易受环境影响

以目前网络的部署方案来说，可以有有线、无线网络两种方案，在工业环境应用中，因为通讯传输内容、品质将影响厂房的生产进程，若传输信息出现错误，可能导致生产材料耗损或是导致产线停工损失，加上厂房的无线网络传输干扰源相当多，基本上对于自动化产线应用环境鲜少采用无线通讯技术方案，反而在线路稳定性要求稍低的厂房监视摄影机等应用，为了监控点的动态部署便利性，部分临时性的监控点会应用无线网络进行快速度部署。

而在生产线的网通应用，则多数会选择以有线网络为主，有线网络因为采实线网络连接，可确保传输信号的稳定性，搭配线材利用金属屏蔽的隔离层设计，只要配置妥当亦可隔离相当程度的电磁与杂讯干扰。早期自动化设备会大量使用RS-232、RS-422与RS-485等序列埠传输界面。

生产设备多使用序列埠传输界面  整合工业网络须列入考量

其中RS-232在早期生产设备是相当常见的serial序列传输界面，在工业电脑或是标准PC也是相当常见的传输界面。基本上RS-232在实际硬件连接上仅能有一个发射器搭配一个接收器，为采用全双工方式进行传输，在传输速度baud rate可以高达1MBits，但实际应用为求传输稳定并非以最高速率设定。

RS-422(EIA RS-422-A Standard)为早期Apple Macintosh使用的serial序列传输界面，RS-422可以提供达到10MBits数据传输效能，此传输界面运用2条传输线改善传输效能baud rate之最大值，同时也能较RS-232大幅扩展传输缆线长度。RS-422可以在只有一个发射器进行信号发送、搭配多达10个的多点连接应用的通讯应用场合。

RS-485/RS-422序列埠  仍为工业网通应用主流

至于RS-485为RS-422的进阶改良版本，基本上RS-485扩展RS-422的现有功能，改善RS-422序列传输用于多点连接网络的应用限制，RS-485可以支持多达32个设备经由同一组缆线进行连接与传输沟通。任一RS-485的slave device可在不透过master device下与任一连接的其余slave device进行通讯沟通，或是运用RS-485序列传输界面控制RS-422相关设备。

对于RS-232、RS-422、RS-485等序列传输界面来说，并不能说发展较早就是较落后的传输连结技术，反而是发展较早，是整合早期控制设备必须面对与了解的网通技术方案。在实际整合应用时，可能碍于网通设备整合的成本限制或是设备新旧采购时程的差异，导致产线或是工业网通环境仍有大量采用RS-232、RS-422、RS-485等序列传输界面的生产设备需要整合，为了达到产线全面上线可以透过终端监控分析生产现况，对于这些序列界面必须应用通讯界面双向转换，让旧有生产设备也能顺畅与新进生产设备偕同运作。

透过界面双向转换设备  可以让序列埠界面直通光纤网络环境

除了RS-232、RS-422、RS-485等序列传输界面外，工业网通网络环境也朝向应用Ethernet进行网络通讯界面整合，但更高端或长距离传输应用，则会将传输线材与界面改用工业光纤网络方案取代铜缆网络连接方案。

先前也提过RS-232、RS-422、RS-485等序列传输界面可能会大量使用在旧设备上，比较现实的问题是，生产环境的网通环境以设备网通界面为主，并不是工程师主观想要升级网通环境就能任意变更替换，即便透过网络界面转换设备将大多数旧有序列埠传输界面设备一一整合，也可达到全面网通界面转换目的，但实际上在部署工业网络配置时，通常会以重点改善方式局部整合，循序渐进改善工业网络环境。

采用局部重点网通设备升级  以有限成本发挥升级效益

也就是说，当旧有工业网络在厂房持续扩张，跨县市甚至跨国工厂的自动化网通环境整合时，原有依存于设备网通界面建置的工业网络，面对厂房的扩张在支持性就会显得力有未逮，像是RS-232、RS-422、RS-485等序列传输界面或许整合单工作站或部分流水线自动化整合还算堪用，但在整厂的网通环境整合就根本无法支持，而Ethernet用于单厂房的工业网通整合可能还能游刃有余，但面对大型厂房或是跨省市、国家的多厂工业网通整合在扩充性与传输效能上就会遭遇瓶颈。

尤其多数厂房在网通应用环境中，除非是产线或是生产设备调动或升级，基本上网通环境以维护居多，除非扩充产能或进阶改善，否则网通环境会以稳定为优先，并不会主动进行升级部署，或是在旧系统发现网通支持出现瓶颈，才会进行重点式的改善，也不会选择全面性的翻修整改。

例如，以旧的生产设备来说，仍有大量旧有的序列界面交互整合连接，在系统整改前仍须进行网通环境分析与确认改善重点，如果是产线的扩充，即可在不更动原有生产设备的网通环境下，再将新产线的网通部署，透过网络界面双向转换设备，让旧产线与新产线的自动化环境都能与控制室(Control room)连接，并不需要刻意针对旧的生产设备全面升级网通环境，反而造成旧产线的整合需求影响了原有的生产效能与良率。

工业光纤网络效益高  具高稳定性、抗杂讯干扰优势

而当产线数量扩充达到一定程度，原有厂内的网络环境即可能出现传输瓶颈，这时就必须考量导入工业光纤网络的应用需求，相同的状况，若是在进行厂与厂间跨区、跨厂网通环境整合，衔接网络也会倾向以高稳定性、高环境噪讯耐受能力的工业光纤网络优先考量，原有局部产线的PLC网通界面也可透过界面双向转换，直接衔接光纤网络环境进行整合，或是仅应用局部阶段式升级网通设备，达到扩充产线或是跨区整合工业网通的部署需求。

对于RS-232、RS-422、RS-485等序列传输界面的转换需求，目前已有对应旧生产设备转工业光纤连接界面的双向传输解决方案，透过这些转换器的居中双向整合，可以让旧生产设备轻松便利地以工业光纤网络进行整合，而透过光纤化的网络支持，也可让自动化设备可以提供长距离、无干扰的数据数据传输应用功能，使生产环境的网通应用更加稳固。

而在工业电脑的衔接方面，可以选择设备转换后的光纤网络进行衔接，或是因应仍连接界面仍未升级的工业电脑时，也可善用光纤与工业网络界面双向转换器居中，使未升级的工业电脑也能在组态未有大幅变动的前提下，使用部分工业光纤网络升级带来的工业网通环境升级便利性，让工业网络也能运用局部分阶段地光纤化升级，达到兼具成本效益与便于维护的工业网络部署目的。