一 工業(yè)以太網(wǎng)的概念 　　目前工業(yè)以太網(wǎng)已從信息層滲透到控制層和設(shè)備層，開(kāi)始成為現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)的一員。如果把和工業(yè)控制有關(guān)的以太網(wǎng)內(nèi)容都考慮的話，則可把工業(yè)以太網(wǎng)的概念延伸開(kāi)去，使之具有廣義性。按照以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，可以歸納為3個(gè)方面： 　?。?）與其他控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的以太網(wǎng) 　　以太網(wǎng)正逐步向現(xiàn)場(chǎng)級(jí)深入發(fā)展，并盡可能和其他形式的網(wǎng)絡(luò)融合，這是工業(yè)以太網(wǎng)所面臨的重要課題。但以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議原本就不是面向控制領(lǐng)域的，在體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)則、物理介質(zhì)、數(shù)據(jù)、軟件、適用環(huán)境等諸多方面與成熟的自動(dòng)化解決方案（如PLC、DCS、FCS）相比有很大差異，要想做到完全意義上的融合是很困難的。因此，其他控制形式與以太網(wǎng)保留各自優(yōu)點(diǎn)、互為補(bǔ)充，是目前以太網(wǎng)進(jìn)入控制領(lǐng)域的最常見(jiàn)的應(yīng)用方案。 　?。?）專(zhuān)用的工業(yè)以太控制網(wǎng)絡(luò) 　　且把它視作狹義的工業(yè)以太網(wǎng)，采用了和普通以太網(wǎng)不同的一些專(zhuān)有技術(shù)，用以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線所具備的控制功能。傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和CSMA/CD通信控制方式，在實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合下，重要數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程會(huì)產(chǎn)生傳輸延滯，這個(gè)現(xiàn)象被稱(chēng)為以太網(wǎng)的不確定性。這是影響以太網(wǎng)長(zhǎng)期無(wú)法直接進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域的重要原因之一，真正意義上的工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)該能很好地解決實(shí)時(shí)性的問(wèn)題。 　　此外，盡管工業(yè)以太網(wǎng)與普通以太網(wǎng)一樣符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，但是由于工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備的工作環(huán)境與辦公環(huán)境存在較大差別，所以工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備要求能工作在較寬溫度范圍內(nèi)、封裝牢固（抗振和防沖擊）、導(dǎo)軌安裝、電源冗余、24VDC供電等。另外，用以太網(wǎng)完成控制網(wǎng)絡(luò)解決方案必須滿足可靠性方面的需要。 　?。?）嵌入式以太網(wǎng)控制 　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，樓宇、工廠乃至家庭都開(kāi)始大量安裝以太網(wǎng)來(lái)共享信息，這些通用以太網(wǎng)靈活方便，費(fèi)用低廉，與Internet自然結(jié)合。因?yàn)镮nternet的原因，這一類(lèi)結(jié)構(gòu)將肯定獲得快速的增長(zhǎng)。 　　嵌入式Internet是當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的熱點(diǎn)，就是通過(guò)Internet，使所有連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備彼此互通互聯(lián)：從計(jì)算機(jī)、PDA、通信設(shè)備到儀器儀表、家用電器等。這些設(shè)備一般通過(guò)局域網(wǎng)和Internet相連，而不會(huì)直接撥號(hào)上網(wǎng)。在以太網(wǎng)占局域網(wǎng)統(tǒng)治地位的今天，一種嵌入式的、支持TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)控制器將成為這些設(shè)備進(jìn)入局域網(wǎng)乃至因特網(wǎng)的基礎(chǔ)。但這種由普通以太網(wǎng)構(gòu)成的局域網(wǎng)在應(yīng)用層上不能滿足實(shí)時(shí)通信、復(fù)雜的工程模型組態(tài)以及設(shè)備間的高可互操作性，也不能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)某些方面的特殊要求，如本質(zhì)安全、惡劣環(huán)境、可靠性等。它主要是使通用以太網(wǎng)能接納帶串行通信口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，達(dá)到數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的目的。 二 工業(yè)以態(tài)網(wǎng)控制系統(tǒng)的3種設(shè)計(jì)方案 1. 以太網(wǎng)與控制網(wǎng)絡(luò)的集成系統(tǒng) 　　企業(yè)網(wǎng)絡(luò)一般包含處理企業(yè)管理與決策信息的信息網(wǎng)絡(luò)和處理企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)控信息的控制網(wǎng)絡(luò)兩部分。信息網(wǎng)絡(luò)一般處于企業(yè)中上層，處理大量的變化多樣的信息，具有高速、綜合的特征。控制網(wǎng)絡(luò)主要位于企業(yè)中下層，處理實(shí)時(shí)的、現(xiàn)場(chǎng)信息，具有協(xié)議簡(jiǎn)單、容錯(cuò)性強(qiáng)、安全可靠、成本低廉等特征。 　　因此，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)是控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成，實(shí)現(xiàn)集成、統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)成為企業(yè)綜合自動(dòng)化與信息化的努力目標(biāo)。 　　按照這個(gè)目標(biāo)，可以在以太網(wǎng)基礎(chǔ)上將控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一構(gòu)建，設(shè)計(jì)一種混合控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，典型系統(tǒng)如圖1所示。 　　該系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)總線、PLC、嵌入式控制系統(tǒng)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、工作站、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、文件服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、交換式以太網(wǎng)組成。根據(jù)混合程度和控制功能的強(qiáng)弱，其具體的物理結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)存在很大的差異。 　　系統(tǒng)以交換式集線器或網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)為中心，包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和文件服務(wù)器，采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 　　以太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)有10Mb/s、25Mb/s和100Mb/s等帶寬端口，一般通過(guò)100Mb/s的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)端口連到服務(wù)器，以滿足工業(yè)PC、PLC、嵌入式控制器、工作站等頻繁訪問(wèn)服務(wù)器時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)寬帶的要求。監(jiān)視工作站用于監(jiān)視控制網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)，如要求監(jiān)視工作站具有多媒體功能，可接入25Mb/s端口。控制設(shè)備可以是一般的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)、PLC、嵌入式控制系統(tǒng)等。一般的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或交換式集線器；現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)與以太控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；PLC的接入有兩種情況：（1）帶有以太網(wǎng)卡的PLC可通過(guò)以太網(wǎng)接入網(wǎng)絡(luò)　交換機(jī)或交換式集線器；（2）普通不帶有以太網(wǎng)卡的PLC要通過(guò)RS-485/232轉(zhuǎn)換，然后由工業(yè)計(jì)算機(jī)自帶的以太網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或交換式集線器。高速控制設(shè)備可通過(guò)25Mb/s端口接入；一般控制設(shè)備，數(shù)量較多，可接入10Mb/s交換式　集線器端口。 　　當(dāng)控制網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，可采用分段結(jié)構(gòu)，連成更大的網(wǎng)絡(luò)。每一個(gè)交換式集線器及控制設(shè)備構(gòu)成相對(duì)獨(dú)立的控制子網(wǎng)，若干個(gè)控制子網(wǎng)互聯(lián)組成規(guī)模較大的控制網(wǎng)絡(luò)。 2. 專(zhuān)用工業(yè)以太網(wǎng) 　　a. 對(duì)于以太網(wǎng)不確定性的改進(jìn) 　　傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多路存取載波偵聽(tīng)碰撞檢測(cè)（CSMA/CD）通信方式。在實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合下，因?yàn)樾诺栏?jìng)爭(zhēng)和碰撞，數(shù)據(jù)的傳輸可能會(huì)產(chǎn)生延滯。一般認(rèn)為以太網(wǎng)的這種“不確定性”導(dǎo)致它不能滿足控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。雖然以太網(wǎng)本質(zhì)上不是一個(gè)確定型的網(wǎng)絡(luò)，但對(duì)以太網(wǎng)的研究表明，采用以下措施能有效地改進(jìn)確定性： 　?。?）采用快速以太網(wǎng)加大網(wǎng)絡(luò)帶寬 　　通過(guò)采用提高帶寬、限制總線上站點(diǎn)數(shù)目、控制網(wǎng)絡(luò)流量等措施后，在相同通信量的條件下，可以使總線型網(wǎng)絡(luò)保持在輕負(fù)載工作條件下。因而減少了因競(jìng)爭(zhēng)信道而引起的碰撞，相應(yīng)地提高了實(shí)時(shí)性，也提高了網(wǎng)絡(luò)通信的確定性。 　　（2）采用交換式以太網(wǎng) 　　用交換技術(shù)替代原有的總線型CSMA/CD技術(shù)，避免了由于多個(gè)站點(diǎn)共享并且競(jìng)爭(zhēng)信道導(dǎo)致發(fā)生的碰撞，減少了信道帶寬的浪費(fèi)，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)全雙工通信，提高信道的利用率。 　　據(jù)估算，在共享型以太網(wǎng)中，當(dāng)負(fù)載在10％以下時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可以保持確定性，這個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于10M和100M的網(wǎng)絡(luò)分別意味著120kb/s和1200kb/s的傳輸速度。而采用交換式以太網(wǎng)后，負(fù)載可上升到50%，傳輸速度可達(dá)600kb/s和6000kb/s。交換式以太網(wǎng)有效避免了碰撞域，從而顯著提高傳輸效率。 　　但網(wǎng)絡(luò)帶寬不是無(wú)限的，且交換式以太網(wǎng)中仍存在著端口競(jìng)爭(zhēng)，碰撞和等待現(xiàn)象沒(méi)能徹底消除。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，一些廠商開(kāi)發(fā)出一些獨(dú)到的技術(shù)手段運(yùn)用到以太網(wǎng)上，改造出自己的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)。這些技術(shù)包括：（a）采用專(zhuān)門(mén)的以太網(wǎng)集線器技術(shù)，以集線器作為網(wǎng)絡(luò)的仲裁器，除了控制通信雙方的傳輸時(shí)間外，還對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包進(jìn)行優(yōu)先級(jí)設(shè)置，使每條信息都包含傳輸優(yōu)先級(jí)等實(shí)時(shí)參數(shù)。這種智能化的集線器還可動(dòng)態(tài)檢測(cè)需要通信的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所在的以太網(wǎng)I/O接口，通過(guò)分配地址空間把內(nèi)部通信從外部通信中分離開(kāi)來(lái)，保持現(xiàn)場(chǎng)控制信息的獨(dú)立性；（b）實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)儀表掛接在專(zhuān)用的以太網(wǎng)入口地址，并用完全分離的線路傳輸數(shù)據(jù)，保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不會(huì)產(chǎn)生傳輸延滯和線路阻塞；（c）在以太網(wǎng)的協(xié)議中加入實(shí)時(shí)功能，通過(guò)底層協(xié)議的集成，確保以太網(wǎng)的確定性和兼容性。 　　b. 有效提高以太網(wǎng)可靠性的相關(guān)措施 　　（1）以太網(wǎng)工業(yè)級(jí)部件已相繼出現(xiàn)。西門(mén)子、斯達(dá)康等公司都相繼推出工業(yè)以太網(wǎng)系列產(chǎn)品; 　　（2）由于以太網(wǎng)的失敗重發(fā)機(jī)制，要徹底解決以太網(wǎng)中單點(diǎn)故障擴(kuò)散現(xiàn)象從理論上講是不太可能的，但是可通過(guò)采用一些措施盡可能減少該現(xiàn)象，以提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性：（a）采取冗余配置。通信網(wǎng)絡(luò)和節(jié)點(diǎn)的通信器件采用冗余配置和自動(dòng)無(wú)擾切換，其前提是具有有效的故障診斷手段；（b）在可能的情況下配置一個(gè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件，不斷監(jiān)視整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通信狀況以及每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的軟硬件工作情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)能迅速將故障節(jié)點(diǎn)隔離開(kāi)來(lái)，并做出相應(yīng)報(bào)警。 　　c. 關(guān)于應(yīng)用層協(xié)議 　　當(dāng)以太網(wǎng)用于信息技術(shù)時(shí)，應(yīng)用層包括HTTP、FTP、SNMP等常用協(xié)議。但當(dāng)它用于工業(yè)控制時(shí)，體現(xiàn)在應(yīng)用層的是實(shí)時(shí)通信、用于系統(tǒng)組態(tài)的對(duì)象以及工程模型的應(yīng)用協(xié)議。目前還沒(méi)有統(tǒng)一的應(yīng)用層協(xié)議，但受到廣泛支持并已經(jīng)開(kāi)發(fā)出相應(yīng)產(chǎn)品的有Rockwell和ODVA開(kāi)發(fā)的Ethernet/IP、FF開(kāi)發(fā)的HSE、Schneider開(kāi)發(fā)的Modbus/TCP以及受Simense公司支持的由Profibus Interna-tional組織的Profinet。 　　d. 專(zhuān)用工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)例 　　美國(guó)Optimation公司E-Control系統(tǒng)（易控系統(tǒng)）是由Optimation公司的OptiLogic以太網(wǎng)控制器和Think＆Do軟件為核心，結(jié)合配套的硬件模塊、網(wǎng)絡(luò)和布線模塊等構(gòu)成集成工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)。它采用特殊的主從傳輸協(xié)議，相關(guān)的I/O連接在獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)上（不與普通辦公網(wǎng)絡(luò)相連），如同完全確定的控制網(wǎng)絡(luò)一樣地工作，其響應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)普通以太網(wǎng)。OptiLogicRTU以太網(wǎng)控制器的基架母板帶1個(gè)以太網(wǎng)接口、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口、以及不同數(shù)目的I/O模塊插槽、I/O測(cè)控模塊可直接插到相應(yīng)的槽中。每個(gè)OptiLogic以太網(wǎng)控制器可配置多個(gè)功能齊全的I/O模塊，如DI（遙信）、DO（遙控）、AI（遙測(cè)）、AO（遙調(diào)）、高速計(jì)數(shù)、雙串口通信等，經(jīng)過(guò)RS-232/485轉(zhuǎn)換器也可直接連接設(shè)備。 　　某化工企業(yè)自動(dòng)包裝車(chē)間設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)采用了易控方案。根據(jù)設(shè)計(jì)需求，系統(tǒng)采用了12塊高速脈沖計(jì)數(shù)輸入模塊（OL2258），2塊8通道4～20mA模擬輸入模塊（OL2418），3塊8點(diǎn)DC輸入模塊（OL2208），2塊8點(diǎn)繼電器輸出模塊?。∣L2l08），5塊OL2304四通道電壓輸出模塊（各通道獨(dú)立），加上OptiLogic以太網(wǎng)控制器和Think＆Do軟件、交換式智能集線器，組成E-Control系統(tǒng)。 　　因?yàn)橄到y(tǒng)對(duì)可靠性要求很高，為防止主計(jì)算機(jī)的偶爾故障導(dǎo)致系統(tǒng)工作癱瘓，設(shè)計(jì)使用雙冗余計(jì)算機(jī)，2臺(tái)工業(yè)計(jì)算機(jī)配備同樣的Think＆Do控制軟件，除同時(shí)接入以太網(wǎng)外，還在2臺(tái)計(jì)算機(jī)間連接1個(gè)串口電纜（不占用網(wǎng)絡(luò)），2臺(tái)計(jì)算機(jī)利用此串口能互相監(jiān)視對(duì)方是否工作正常。 　　其中l(wèi)臺(tái)運(yùn)行全部程序，作為主計(jì)算機(jī)，主計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡會(huì)被激活，同整個(gè)控制系統(tǒng)交換信息；另l臺(tái)處于熱備份狀態(tài)，稱(chēng)為從計(jì)算機(jī)，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡則被禁止，僅監(jiān)視主計(jì)算機(jī)是否工作正常。一旦“從計(jì)算機(jī)”發(fā)現(xiàn)“主計(jì)算機(jī)”不能正常工作，則立即運(yùn)行主程序，變成“主計(jì)算機(jī)”，另1臺(tái)計(jì)算機(jī)則在故障恢復(fù)后成為“從計(jì)算機(jī)”，并互相繼續(xù)監(jiān)視對(duì)方。2臺(tái)計(jì)算機(jī)中只有1臺(tái)計(jì)算機(jī)的網(wǎng)卡被激活的原因是2臺(tái)計(jì)算機(jī)共用1個(gè)IP地址，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ恍浴? 　　根據(jù)以上配置，共需要采用24塊I/O模塊。由于OptiLogic以太網(wǎng)控制器的機(jī)架最多為8個(gè)I/O模塊插槽，所以選用3個(gè)8槽RTU基架（OL4058），并配置相應(yīng)操控面板。 　　3個(gè)8槽RTU機(jī)架、2臺(tái)工業(yè)PC和1臺(tái)網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)共6個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成車(chē)間子網(wǎng)絡(luò)，使用1個(gè)3COM公司的8端口交換機(jī)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。6個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和交換機(jī)構(gòu)成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此系統(tǒng)易于擴(kuò)充，安裝測(cè)試方便。若需增加I/O測(cè)控，只要增加OptiLogic以太網(wǎng)控制器，插入相應(yīng)I/O模塊，然后用直通電纜連接到交換機(jī)的端口即可。 　　不僅如此，該車(chē)間子網(wǎng)更可以作為下層控制網(wǎng)絡(luò)連接到上層以太網(wǎng)中，工業(yè)PC作為站控單元出現(xiàn)，變成一個(gè)控制工作站。 　　Think＆Do控制軟件最大的特點(diǎn)是具有突出的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)共享能力——TagLink。TagLink功能是一種通信接口，無(wú)須開(kāi)發(fā)，即可通過(guò)10M/100M以太網(wǎng)使多臺(tái)裝有Think＆Do軟件的控制計(jì)算機(jī)互相通信，共享統(tǒng)一的編程開(kāi)發(fā)環(huán)境和統(tǒng)一、全局的控制數(shù)據(jù)庫(kù)。無(wú)論I/O節(jié)點(diǎn)在什么地方，屬于哪臺(tái)控制計(jì)算機(jī)管理，其他計(jì)算機(jī)上都可獲取其信息，如同自己的I/O信息表一樣。Think＆Do軟件系統(tǒng)既可工作在站控單元內(nèi)，也可作為上位主機(jī)控制軟件。雖然各臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)10M工業(yè)以太網(wǎng)和OptiLogicRTU執(zhí)行I/O控制邏輯，但整個(gè)控制系統(tǒng)卻如同在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。 　　易控方式打破了原先孤島式的站控系統(tǒng)，使全局I/O連成整體，其優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的。 3. 基于通用以太網(wǎng)的控制系統(tǒng) 　　建立在普通以太網(wǎng)基礎(chǔ)上的控制功能相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)總線和實(shí)時(shí)以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)明顯較弱，但因?yàn)檫@種系統(tǒng)充分利用普通以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控等工作，具有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍，因此得到了很快發(fā)展。 　　該類(lèi)系統(tǒng)由系列化的模塊組成，通常采用便攜式產(chǎn)品，也有一部分使用板卡形式。核心模塊是能獨(dú)立編程并運(yùn)行的智能嵌入式控制器，完成TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換與通信控制功能。除此之外，這些模塊還包括I/O數(shù)據(jù)采集、RS-232與RS-422/485轉(zhuǎn)換、專(zhuān)用I/O擴(kuò)展總線板卡、輸入及輸出終端設(shè)備。 　　臺(tái)灣泓格科技（ICP DAS）的牛頓模塊系列產(chǎn)品頗具代表性。I-7188系列嵌入式控制器是牛頓模塊的核心，其一般由1個(gè)10Base-T以太網(wǎng)口結(jié)合若干個(gè)COM通信口和數(shù)字I/O口組成，可將串口設(shè)備、RS-485網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)連成一體，加上I-7000系列遠(yuǎn)端I/O控制模塊，就能組成基于通用以太網(wǎng)基礎(chǔ)上的監(jiān)控平臺(tái)。 　　以7188系列中的兩代產(chǎn)品7188EN/EX為核心設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)監(jiān)控平臺(tái)如圖3所示。通過(guò)I-7188控制器、各種串口設(shè)備、RS-485網(wǎng)絡(luò)和PLC設(shè)備等都可連接到以太網(wǎng)上，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)傳送。 　　I-7188EN與I-7188EX作為嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器都支持TCP/IP協(xié)議簇，I-7188EN面向網(wǎng)絡(luò)通信，I-7188EX則側(cè)重于設(shè)備控制，因此I-7188EN比I-7188Ex有更多的RS-232/RS-485通信口，但省去了RTC實(shí)時(shí)鐘電路單元，并且減少了SRAM、NVRSRAM和Flash Memory的容量。這種嵌入式以太網(wǎng)控制器使用40M的80188CPU和獨(dú)立的Mini0S7操作系統(tǒng)，與?！∫?guī)的DOS相比，Mini0S7更適于嵌入式應(yīng)用。 　　可以通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò)接口對(duì)控制器進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，裝載各種程序。有了這種控制器，可輕松地將各種具備RS-232/485/422接口的設(shè)備接入以太網(wǎng)，為它們分配地址或網(wǎng)絡(luò)端口，并能完成數(shù)據(jù)和協(xié)議的轉(zhuǎn)換。于是主機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)就能方便地對(duì)不同設(shè)備實(shí)行各種數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。 三 以太網(wǎng)能否取代現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)成為統(tǒng)一的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) 1. 預(yù)測(cè)未來(lái)是最艱難的事 　　現(xiàn)場(chǎng)總線是專(zhuān)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備通信設(shè)計(jì)，是為自動(dòng)化量體裁衣的技術(shù)。以太網(wǎng)設(shè)計(jì)初衷是辦公網(wǎng)，用于數(shù)據(jù)處理。從技術(shù)比較出發(fā)似乎很容易得出結(jié)論，但技術(shù)發(fā)展受社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)影響，市場(chǎng)因素很大程度左右技術(shù)走向，回顧計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史，這種先例不勝枚舉。因此，以太網(wǎng)在工廠自動(dòng)化車(chē)間監(jiān)控層及管理層將成為主要應(yīng)用技術(shù)，特別是采用TCP/IP協(xié)議可與互聯(lián)網(wǎng)Internet連接，是未來(lái)eManufactory的技術(shù)基礎(chǔ)。在設(shè)備層，在沒(méi)有嚴(yán)格的時(shí)間要求條件下，以太網(wǎng)也可以有部分市場(chǎng)，但在以太網(wǎng)能夠真正解決實(shí)時(shí)性和確定性問(wèn)題之前，大部分現(xiàn)場(chǎng)層仍然會(huì)首選現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。 2. 一體化與多元化并存 　　面對(duì)這樣一個(gè)多種工業(yè)總線技術(shù)并存的現(xiàn)狀，我們應(yīng)該有一個(gè)豁達(dá)的心態(tài)。哲學(xué)家告訴我們，一體化與多元化是一對(duì)互為依存的矛盾，將長(zhǎng)時(shí)間共存與競(jìng)爭(zhēng)；以太網(wǎng)反映了人們要求技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、一體化的愿望，而現(xiàn)實(shí)是不能用一種技術(shù)覆蓋各行業(yè)所有的不同需求。IEC61158的發(fā)展歷程就給了我們一個(gè)深刻的啟示，我們必須學(xué)會(huì)面對(duì)一個(gè)多種工業(yè)總線技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)和共存的現(xiàn)實(shí)世界。 3. 可能的解決方案 　　在面對(duì)具體問(wèn)題時(shí)如何作出選擇呢？我們認(rèn)為，就事論事是明智之舉。簡(jiǎn)單地說(shuō)，項(xiàng)目最適合使用什么技術(shù)就采用什么技術(shù)。 　　a. 車(chē)間級(jí)生產(chǎn)信息集成更適合使用以太網(wǎng) 　　理由如下：（1）多數(shù)加工設(shè)備具有RS-232C接口：如條碼機(jī)，專(zhuān)用設(shè)備；（2）實(shí)時(shí)性、確定性、可靠性要求不高；（3）與上層網(wǎng)絡(luò)的信息規(guī)范和軟件接口兼容。 　　b. 設(shè)備級(jí)控制優(yōu)先選用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) 　　理由如下： 　　（1）實(shí)時(shí)性、確定性、可靠性要求； 　?。?）專(zhuān)用性：如需要嚴(yán)格同步的運(yùn)動(dòng)控制采用Sercos，Profibus-DPV2； 　?。?）可靠性：工業(yè)級(jí)的傳輸層增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性； 　　（4）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)種類(lèi)、產(chǎn)品繁多，能夠提供各種成本的解決方案。 　　c. 其他 　　根據(jù)技術(shù)要求，就事論事地選擇解決方案。 四 結(jié)束語(yǔ) 　　因?yàn)楣I(yè)以太網(wǎng)作為控制網(wǎng)絡(luò)中的新生力量，本身在某些技術(shù)上需要很大改進(jìn)，加上其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)不是很明朗，以至于存在兩種不同的觀點(diǎn)：一種認(rèn)為工業(yè)以太網(wǎng)將使控制網(wǎng)絡(luò)走向統(tǒng)一；另一種則認(rèn)為工業(yè)以太網(wǎng)不過(guò)是傳統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，其最大的發(fā)展余地只是控制網(wǎng)絡(luò)的上層網(wǎng)，充當(dāng)一種集成公用網(wǎng)的角色，而不是直接面向現(xiàn)場(chǎng)控制領(lǐng)域。筆者認(rèn)為：以太網(wǎng)可從不同途徑進(jìn)入控制領(lǐng)域，雖然有很多產(chǎn)品已使以太網(wǎng)直接走進(jìn)控制現(xiàn)場(chǎng)，但其應(yīng)用主流仍以一種信息網(wǎng)絡(luò)方式出現(xiàn)，作為一體化的網(wǎng)絡(luò)控制形式還任重而道遠(yuǎn)。