现场连接之网探索工业以太网的无限益处
以太网技术的工业应用:探索无缝连接与智能化控制
在现代工业自动化领域,网络协议的选择至关重要。以太网(Ethernet)技能不仅支持了数据信息网络的广泛应用,而且凭借其高传输速度、低能耗、便于装置、兼容性好以及开放性高等优势,在商业系统中被广泛选用。随着网络技术的不断发展和对网络功能要求越来越高,以太网正逐步进入到工业操控范畴,为形成新式的以太网操控网络技能奠定了基础。
工业以太网能够实现现场总线与企业信息系统之间无缝连接,形成企业级管控一体化全敞开网络。这主要是因为工业自动化系统向分布式、智能化操控方面发展,开放通讯协议成为必然需求。通过引入以太网技能,其优势显而易见:1. 以太网是一个完全开放、高度数字化的通信平台,无论厂商如何不同,其设备都能容易互联;2. 它能够实现工控网络与企业信息系统之间无缝整合,从而形成一个统一、一致的操作环境,如图所示;3. 硬件成本较低,因为作为老练技能,以太网已受到各大厂商高度重视和广泛支持,有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择;4. 通信速率高速,随着企业信息系统规划扩大及复杂程度提升,对数据量需求增加,有时甚至需要传输音频或视频数据,现在10M/100M快速乙特網已经开始普及,而千兆乙特網也正在成熟,其速度远超现场总线;5. 可持续发展潜力巨大,在这个瞬息万变的时代,企业生存与发展将很大程度上依赖于一个快速有效通信管理网络,同时保证了以太网技能不断前行。
然而,与之并存的问题同样存在,其中包括:1. 实时性问题,由于CSMA/CD介质访问方法难满足实时性的要求,一条总线上的多个节点平等竞争,这种方法难以为满足工作场所对实时性的需求;2. 对适应恶劣环境与可靠性的习惯性问题,以为办公室设计,用抗干扰能力外观设计符合工厂环境要求; 3适用于自动控制层协议现有界说的应用层标准不适用于工场间通讯; 4安全问题: 工业乙特網如果在危险作业地点使用必须考虑物理安全;另外因TCP/IP可能遭受病毒黑客攻击; 5QOS(Quality of Service)问题: 随着技巧进步底层信号包含Audio及低分辨率Video信号, 网络应根据不同的用户需求内容提供服务。
随着技术日新月异,上述挑战得到部分解决:
1快交换型Ehternet 技能利用全双工方式避免冲突并优先级机制增强实时性能;
2专门针对不同环境制造抗干扰产品;
3根据需要增减TCP/IP栈;
4生产具有良好隔绝防护性能组件;
5加密保护措施但对于特殊情况需深入研究;
尽管如此,在未来,不同类型如汽车操控数控机床等恶劣条件下仍需更为完善方案。在当前趋势看来,它确实将继续推进到现场控制领域,但目前尚未完全取代现场总线作为单一标准。在长期内,将是一种混合式运用,即既有原有的现场总线同时采用新的技术进行结合。