将SPE与规范和标准相结合：开放系统的起点

虽然单对以太网（SPE）的优势本身就很有价值，但如果该技术与超越物理连接的规范和标准结合使用，则更为有用。这种组合使开放、可互操作的系统成为可能。

包含SPE的技术堆栈具有巨大的潜力，如果能被许多工业自动化利益相关者所接受，则更是如此：

• 建筑和安装专业人员
• 网络管理员
• 应用程序员和操作员
• 数据科学家
  
  

（当技术由联盟、用户群体或协会标准化或由IEC进行国际标准化时，通常就是如此。）

让我们看一下与SPE一起考虑的一些规范和标准，包括将从这些技术堆栈中看到价值的利益相关者。

单对以太网 + IEC/IEEE 60802、IEEE 802.1DG和IEEE 802.1DP

从现场总线系统到以太网技术的过渡具有显著的优势，特别是对于维护网络安全、可用性和传输性能的网络管理员而言。选择的物理传输标准（即单对以太网、多对以太网或基于光纤的以太网）则是次要的。它们都可以关联同一组IEEE 802.1标准。

通过以太网实施和遵守IEC/IEEE 60802，网络管理员的任务变得相当容易。该标准集成了质量保证（QoS）和安全性的特定机制，这在运行现代工业网络时至关重要。

在依赖传统现场总线系统的自动化制造操作中，网络管理员经常遇到与数据传输速率和新设备集成相关的挑战。改用SPE为管理员提供了IEC/IEEE 60802配置文件中增强功能带来的好处，包括改进的身份验证安全协议（如IEEE 802.1X）以及通过QoS确定流量优先级的能力。这可确保关键控制信息优先于不太紧急的流量，从而提高设施效率和可靠性。

与传统现场总线相比，SPE具有更高的带宽和传输距离，还使管理员能够有效地管理具有更多设备的更广泛网络，从而提高系统的可扩展性和灵活性。

对于网络兼容的所有设备，要符合配置文件标准，就必须实施未受现场总线环境定义的其他机制和功能。这可能会带来挑战，尤其是对于资源严重受限的设备。然而尚未出台一致性测试，致使产品开发变得困难且无法认证。

单对以太网+OPC UA和UAFX

SPE和UAFX的结合为从事面向流程的角色提供了相当大的优势。OPC UA和UAFX标准化了水平和垂直通信，并定义了统一的数据语义，这对于以下方面至关重要：

• 初始配置期间的应用工程师
• 进行流程监控的操作员
• 进行数据分析的数据科学家
  
  

例如，在流程工业中，精确及时的数据分析对于优化生产和及早发现异常至关重要。改用SPE后，可以将大量数据直接从生产线快速可靠地传输到分析和预测系统。

OPC UA和UAFX的集成确保了标准化和可互操作的数据采集和传输，以便数据科学家可以访问一致且全面的数据库。这不仅提高了数据分析的质量和信息价值，而且还通过准实时分析机器数据来预测故障并启动预测性维护，从而促进预测性维护策略的实施。

SPE的高带宽和低延迟，结合OPC UA和UAFX确保的数据一致性和安全性，帮助数据科学家更有效地提高工厂效率和正常运行时间。

到目前为止，UAFX的当前版本仅包括控制器到控制器的通信。这将控制器相互连接，而不受其制造商影响。由于通过UAFX将传感器和执行器集成到控制过程中是当前的标准化项目，因此尚无法实现超出原型状态的实施。

单对以太网+NAMUR和OPAF

NAMUR和开放流程自动化论坛（OPAF）旨在通过NAMUR开放架构（NOA）和O-PAS™标准在流程工业中推广开放、安全和可互操作的系统，从而创建一个灵活高效的生产环境。

SPE和OPC UA FX（在流程工业中称为APL（高级物理层））的结合为自动化技术提供了强大、标准化的通信基础设施。它可以实现设备和系统的无缝集成，提高数据透明度并支持高级分析和控制功能。

NAMUR还有望增加带宽，除了实际测量值之外，还可以访问额外的流程和设备状态数据（“活力数据”）。这些数据将在PA-DIM（流程自动化数据信息模型）的帮助下以标准化的方式提供给云中的IT。

通过人工智能，可以借助预测性维护优化流程并提高系统可用性。传感器可能会独立报告其活力状态的偏差。

标准化信息模型可实现独立于制造商的自动传感器自参数化和配置，从而自动提供识别数据。为了应对日益增加的数据安全挑战，未来将需要设备的安全数据身份。还将使用其他认证和安全数据传输机制来满足未来的数据安全要求。

单对以太网+Belden

随着工业自动化行业继续将单对以太网集成到运营中，Belden将帮助工厂构建采用SPE作为推动因素的技术堆栈。

我们的单对以太网布线和连接产品组合为在工业环境中建立以太网连接创造了无限可能。

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