总线协议的力量探索工业以太网的无限好处
以太网(Ethernet)技术支持着无所不包的网络协议,因此在数据信息网络中得到了广泛应用,具有传输速度快、能耗低、便于安装兼容性好、开放性高和支持设备多等方面的优势。随着网络技术的发展和工业控制领域对网络功能要求不断提高,以太网正逐步进入工业控制领域,形成了新的以太网控制网络技术。工业以太网的开放性使得工业控制网络与企业信息网络之间实现无缝整合,具有不可比拟的优势。
以太网由于其高传输速度、高效能、易于安装以及良好的兼容性而被广泛应用于商业系统。近年来,以太网进一步融入了自动化系统,使其成为分布式智能化操作的一部分,这要求通信协议更加开放透明。
将以太网技术引入到工业控制领域,其优点显著:1. 以太网是一个完全开源、全数字化的网络,可以轻松连接不同厂商设备;2. 它能够实现工业控制网络与企业信息系统之间无缝连接,构建起企业级统一管理平台,如图2所示;3. 硬件成本较低,因为以太网已经成熟,有众多软件开发环境和硬件设备供选择;4. 通信速率高速,以满足日益增长的数据需求,并且能够支持音视频数据传输;5. 具有巨大的可持续发展潜力,在快速变化的信息时代,它将是确保通信管理有效性的关键。
然而,将以太网带入工业场景也存在一些挑战:1. 实时性问题:CSMA/CD介质访问机制难以为实时操作提供保证;2. 对抗恶劣环境:需要改进抗干扰能力和适应工控现场设计要求;3. 应用层协议不够完善,不适用于工控现场间实时通讯需求;4. 安全问题包括物理安全与互联网安全威胁;5.QoS(服务质量)保障对于复杂信号传输至关重要。
随着技术不断进步,上述问题正在得到解决。如今出现了快速交换型乙方技能,该技能采用全双工通信方式,可以避免CSMA/CD中的碰撞,并且可以实施优先级策略,从而最大限度地利用带宽并提供最佳实时性能。此外,对抗干扰措施已被改进,同时用户可以根据需要增减TCP/IP栈,并制定符合行业标准的人机界说。此外,还有一些安全措施如用户密码加密等,但仍需更深入研究如何保护工作站操控安全。而QoS问题也随着通信速度提升及协议完善而得到一定程度上的解决。
总之,由于集成电路、乙方技巧及嵌入式Internet技能研究继续深耕,我们即将迎来基于乙方技巧的大规模使用期。在这个新时代里,它将成为最具敞开性的操控体系结构,与现场总线相辅相成,为操控范畴带来了革命般变革。但目前看来,在某些特定条件下,如汽车操控或数控机床等处,由于作业条件恶劣以及对实时性和可靠性的极端要求,它们并不适合使用乙方技巧。而现在看来,即使如此,未来几十年内,只要现有的现场总线依旧存在,我们很可能会看到一种混合式操作系统,那里两种甚至更多不同的联网方式并存运作。