時(shí)間:2019-04-15 17:01:37來(lái)源:電子發(fā)燒友網(wǎng)
以太網(wǎng)(Ethernet)技能支撐簡(jiǎn)直一切的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,所以在數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用,具有傳輸速度高、低能耗、便于裝置、兼容性好、敞開性高和支撐設(shè)備多等方面的優(yōu)勢(shì)。近些年來(lái),跟著網(wǎng)絡(luò)技能的開展和工業(yè)操控范疇對(duì)網(wǎng)絡(luò)功能要求越來(lái)越高,以太網(wǎng)正逐步進(jìn)入工業(yè)操控范疇,形成了新式的以太網(wǎng)操控網(wǎng)絡(luò)技能。工業(yè)以太網(wǎng)的敞開性使得工業(yè)操控網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫整合方面具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)。
以太網(wǎng)具有傳輸速度高、低耗、易于裝置和兼容性好等方面的優(yōu)勢(shì),因?yàn)樗魏?jiǎn)直一切流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,所以在商業(yè)系統(tǒng)中被廣泛選用。近些年來(lái),跟著網(wǎng)絡(luò)技能的開展,以太網(wǎng)進(jìn)入了操控范疇,形成了新式的以太網(wǎng)操控網(wǎng)絡(luò)技能。這首要是因?yàn)楣I(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)向分布化、智能化操控方面開展,敞開的、通明的通訊協(xié)議是必然的要求。
以太網(wǎng)技能引入工業(yè)操控范疇,其技能優(yōu)勢(shì)十分明顯:1Ethernet是全敞開、全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò),遵循網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同廠商的設(shè)備能夠很容易實(shí)現(xiàn)互聯(lián);2以太網(wǎng)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)操控網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接,形成企業(yè)級(jí)管控一體化的全敞開網(wǎng)絡(luò),如圖2所示;3軟硬件本錢低廉,因?yàn)橐蕴W(wǎng)技能現(xiàn)已十分老練,支撐以太網(wǎng)的軟硬件遭到廠商的高度重視和廣泛支撐,有多種軟件開發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備供用戶挑選;4通訊速率高,跟著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)劃的擴(kuò)大和雜亂程度的提高,對(duì)信息量的需求也越來(lái)越大,有時(shí)乃至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸,現(xiàn)在以太網(wǎng)的通訊速率為10M、100M的快速以太網(wǎng)開始廣泛應(yīng)用,千兆以太網(wǎng)技能也逐漸老練,10G以太網(wǎng)也正在研究,其速率比現(xiàn)在的現(xiàn)場(chǎng)總線快許多。5可持續(xù)開展?jié)摿Υ?,在這信息瞬息萬(wàn)變的年代,企業(yè)的生計(jì)與開展將很大程度上依賴于一個(gè)快速而有效的通訊管理網(wǎng)絡(luò),信息技能與通訊技能的開展將愈加敏捷,也愈加老練,由此保證了以太網(wǎng)技能不斷地持續(xù)向前開展。
以太網(wǎng)進(jìn)人工業(yè)操控范疇,同樣也存在一些問題,其中首要的是:1實(shí)時(shí)性問題:以太網(wǎng)選用的CSMA/CD的介質(zhì)訪問操控方法,其實(shí)質(zhì)上對(duì)錯(cuò)實(shí)時(shí)的。一條總線上掛多個(gè)節(jié)點(diǎn)平等競(jìng)爭(zhēng)總線,等候總線閑暇。這種方法很難滿足工業(yè)操控范疇對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。這也是以太網(wǎng)技能進(jìn)入工控范疇的技能瓶頸;2對(duì)工業(yè)環(huán)境的習(xí)慣性與可靠性:以太網(wǎng)是按辦公環(huán)境設(shè)計(jì)的,需要使抗干擾才能、外觀設(shè)計(jì)等符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。3適用于工業(yè)自動(dòng)化操控的應(yīng)用層協(xié)議,現(xiàn)在信息網(wǎng)絡(luò)中界說(shuō)的應(yīng)用層協(xié)議所界說(shuō)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等特性不合適應(yīng)用于工業(yè)過程操控范疇現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通訊。因而,還需界說(shuō)統(tǒng)一的應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)。4實(shí)質(zhì)安全和網(wǎng)絡(luò)安全:工業(yè)以太網(wǎng)如果用在易燃易爆的風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)場(chǎng)所,必須考慮實(shí)質(zhì)安全問題。別的,工業(yè)以太網(wǎng)因?yàn)槭褂昧薚CP/IP協(xié)議,因而可能會(huì)遭到包含病毒、黑客的不合法入侵與不合法操作等網(wǎng)絡(luò)安全威脅。5QOS(QualityofService)問題:跟著技能的進(jìn)步,在工廠操控底層的信號(hào)已不限制在單純的數(shù)字和模擬量上,而是包含Audio及低分辯的Video信號(hào),網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能根據(jù)不同用戶需求及不同的內(nèi)容適度地保證實(shí)時(shí)性的要求。
跟著網(wǎng)絡(luò)技能的不斷開展,以上呈現(xiàn)的問題現(xiàn)已徹底或部分得到處理。1近些年來(lái)呈現(xiàn)了快速交換式以太網(wǎng)技能,選用全雙工通訊,能夠徹底避免CSMA/CD中的磕碰,并且能夠方便地實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)機(jī)制,保證網(wǎng)絡(luò)帶寬的最大利用率和最好的實(shí)時(shí)功能。它徹底避免了CSMA/CD、主從、令牌等可能的低效率;2關(guān)于不同工業(yè)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出產(chǎn)廠商采取了專門的抗干擾辦法,使其愈加符合工業(yè)需求;3在應(yīng)用層協(xié)議方面用戶能夠根據(jù)需要對(duì)TCP/IP協(xié)議棧進(jìn)行增減,別的還需要制定愈加符合工業(yè)要求的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議;4設(shè)備出產(chǎn)商供給習(xí)慣工業(yè)環(huán)境的器材,使用密封性好,鞏固、抗轟動(dòng)的以太網(wǎng)設(shè)備與連接件用來(lái)處理實(shí)質(zhì)安全問題;選用用戶暗碼、數(shù)據(jù)加密、防火墻等多種安全機(jī)制加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全管理,但針對(duì)工業(yè)自動(dòng)化操控網(wǎng)絡(luò)安全問題的處理方案還需要認(rèn)真研究;5跟著網(wǎng)絡(luò)速度的提高和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的進(jìn)一步完善,QOS問題也得到了處理。
工業(yè)以太網(wǎng)操控系統(tǒng)與其它操控系統(tǒng)相比較具有很大的優(yōu)勢(shì),能夠應(yīng)用在多種工業(yè)操控范疇。跟著集成電路、工業(yè)以太網(wǎng)和嵌入式Internet技能研究的進(jìn)一步深入,基于以太網(wǎng)的工業(yè)操控網(wǎng)絡(luò)年代將會(huì)很快到來(lái),并成為最具敞開性的工業(yè)操控網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。這種新式的網(wǎng)絡(luò)體系,與現(xiàn)場(chǎng)總線在以太網(wǎng)方面的開展相呼應(yīng),對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)操控網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)革新,必將為工業(yè)操控范疇?zhēng)?lái)新的天地。但是,在某些范疇例如:汽車操控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床等,因?yàn)槠渥鳂I(yè)條件惡劣、實(shí)時(shí)性、可靠性要求高,均不合適工業(yè)以太網(wǎng)。從現(xiàn)在趨勢(shì)來(lái)看,工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)操控級(jí)毋庸置疑。但至少現(xiàn)在看來(lái),它還難以徹底取代現(xiàn)場(chǎng)總線,作為實(shí)時(shí)操控通訊的單一標(biāo)準(zhǔn)。在很長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)已有的現(xiàn)場(chǎng)總線仍將持續(xù)存在,最有可能的情況是開展一種多種網(wǎng)絡(luò)并存的混合式操控系統(tǒng)。
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