在工控领域,其实机器与机器之间的通信,早已不是新应用,发展已久的工业通信,处理的就是机器与机器之间的信息交换。一般来说,大型制造商的工厂生产线不会只有一条,而两条以上的生产设备,就必须利用通信设备来加以链接成网络,以方便管理。
工厂设备多为固定设备,加上直接与生产过程相关,因此稳定是工业通信的第一考虑,目前工厂机台设备的线路型态以有线为主,相较于无线技术的方便、低成本优势,有线架构在现场布线虽然成本高、作业麻烦,不过信号传输稳定度却远优于无线技术,因此在固定设备上,多半采有线方式架构,除非必要,能不用无线网络就不用无线网络。
无线通信是这几年工业控制的潜力发展技术,由于过去在消费端这几年的广泛应用,使得各种无线通信技术进展飞快,价格更加平民化。除此之外,由于M2M的需求,导入无线通信可说对工业通信系统提升了相当的便利性。
M2M成为无线通信新环节
MOXA 项目经理陈胜正也举例说,在几种状况下,系统整合工程师会建议厂商采用无线通信技术,第一是布线不易,有些地方并非不可布线,而是无法布线,譬如说上述的无人搬运车;第二种是环境问题,由于线路本身就是有形的物体,在容易损坏的场所中,线路的维护往往会是一大问题;第三则是距离,在完全开放的空间内,其实无线的距离会比有线来的长,一般的有线线路传输距离大约是70米,但在直线距离,无线传输可以到400米,若加上天线可以达到2公里以上,因此对于系统的应用存在了更多的弹性。
通信技术被发明以来,应用对象都以人为主,所传送的信息型态也是以语音为大宗,不过这几年,通信技术开始被延伸到人以外的机器通信领域,利用通信设备让两部机器来传递信息,并配合自动化系统来提升作业效率,而随着M2M技术进步,M2M将带动M2H(Machine to Human)与M2E(Machine to Enterprise)持续发展,未来每一产业将都有M2M影子。
陈胜正认为,无线网络让人担心的主要原因,首先在于看不到,因此在过去推行的难度很高。但近年由于电信运营商积极的提升服务水平,像是构建Mobile IP或Mobile VPN等企业级应用模式,也解除了使用者对于这类型网络的疑虑,而使得系统应用的机会也逐步提升;除此之外,由于通过电信系统进行无线通信,有资费的问题,这不是像一般电话一样,而是必须进行长时间通信的。因此就成本问题考虑,近年移动资费逐渐下降,也让使用逐渐普及。此外,也由于商务移动技术与应用逐渐提升,也提升了无线通信在业界的接受度。
无线渐成熟 兼顾安全与延展是重点
陈胜正分析,M2M系统包括通信设备独立进行数据传输、通过网络与伺服主机联系,以及通过软件进行数据分析、反应与处理等三种样态,简单说就是这个软硬件整合的系统通过网络进行数据沟通,它必须考虑的是在M2M的环境应用需求,常是一对多的通信,因此如何同时管理,如何确保安全性与延展性,是M2M系统发展的重要课题。
就无线通信系统的规划考虑,由于会使用这类规划的,多是以长距离、大范围的沟通为主,因此规划也多以像是GPRS或3G等电信通信模式来进行设计,这类规划的设备数量较多,有效管理的系统平台将是重点;这类平台也必须考虑因设备无法进行一次建设,如何维持其系统延展性,必须扩充它的兼容能力。
除此之外,安全性的考虑必须让外界无法干扰,企业当然存在VPN这种独立而保密的设施需求,好的无线通信规划,必须具备这三者必要条件。因此就MOXA的角度观察,必须提供开放性的平台进行有线及无线的系统整合,并且必须通过中央管理监控所有设备的状态;此外由于各国电信系统的规划不同,一般VPN架构多是私有不公开IP的设计,对跨区的M2M造成困扰,因此这样的中央管理系统也必须兼顾“中介者”的角色。
在应用领域上,由于现况对于无线网络的稳定性仍持保留态度,因此在系统应用上多是运用于辅助系统为主,以MOXA的角度进行观察,虽然在现场端仍是以有线连接为主,但在其它领域,无线应用的需求仍是相当广泛。
此外,由于M2M的需求逐渐提升,过去没有网络联机设置的设备也必须要增加上网的能力,因此在系统应用上,也有厂商针对设备的嵌入式小型接口进行相关规划,这也是网通厂商看到的新契机。
M2M的趋势发展,也逐渐让无线通信成为显学,也因此成为智能制造的重要趋势,一方面得以更快速反应,另一方面也减少人力成本的浪费,当整合已成为自动化到垂直应用的显学,连带也让无线通信从过去商规设计渐趋成熟,占有一席之地。