揭秘工业网络革命Can总线与EtherCat相比应用工业以太网的无限优势
以太网(Ethernet)技术支持几乎所有网络协议,因此在数据信息网络中得到了广泛应用,拥有高速传输、高效能耗、便于安装、良好兼容性、高敞开性和支持多种设备等显著优势。随着网络技术的进步和工业控制领域对网络功能的需求日益增长,以太网正逐渐进入工业控制领域,形成了新的以太网控制网络技术。工业以太网的敞开性使得工业控制网络与企业信息系统无缝整合,具有不可比拟的优势。
以太网因其高传输速度、低能耗以及易于安装和兼容性而备受青睐,它支持几乎所有流行的网络协议,因此在商业环境中得到广泛应用。近年来,以太网已经扩展到控制领域,为分布式智能化控制提供了通明透亮的通信协议基础。
引入以太网至工业控制领域,其优点十分明显:1. 以太网是全敞开、全数字化的通信方式,使不同厂商设备能够轻松互联;2. 它实现了无缝连接,将生产过程与企业信息系统融为一体,如图所示;3. 硬件成本较低,因为已成熟且获得各大厂商的大力推崇,有多种软件开发环境和硬件设备供选择;4. 通信速率快速,可满足企业日益增长的数据量需求,包括视频音频数据传输;5. 可持续发展潜力巨大,在瞬息万变信息时代,企业发展将依赖于快速有效通信管理,这保证了以太天技能不断前进。
然而,以太天技能进入工控领域也面临一些挑战:1. 实时性问题:CSMA/CD介质访问方法难以满足实时性的要求,一条总线上节点竞争导致不稳定;2. 适应工业环境的问题:办公室设计但需抗干扰能力强,对现场外观设计有要求;3. 应用层协议适应度不足,不符合现场设备之间实时通讯需求;4. 安全问题:实质安全考虑及TCP/IP可能带来的病毒黑客威胁;5.QOS(质量服务)问题需要根据用户需求调整服务质量。
随着技术进步,上述挑战已被部分或完全解决。例如,由于快速交换式以太天技能采用全双工通信,可以避免CSMA/CD冲突并实现优先级机制提高效率。此外,出产商针对不同场景研发抗干扰措施,并且用户可以根据需要增减TCP/IP栈,同时制定符合行业标准的人机界说。而为了确保实质安全,还有专门防护措施如密封型器材使用加密手段保护。此外,与QOS相关的问题随着通信速度提升及协议完善也得到了改善。
基于这些优势,未来基于以太天技能构建的工业操控系统将成为最具开放性的体系结构,但对于某些极端条件下的操控,如恶劣作业条件下车辆操控或数控机床等场景,由于其严苛要求仍然不适用于此类应用。在目前看来,以 太天不会取代现场总线作为单一标准,而是预计会是一个混合式操作系统,其中两者并存,最终达到最佳效果。