Can协议解析揭秘工业以太网的无缝连接与智能化运维
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工业自动化领域,并形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是因为现代工业自动化系统向分布式智能化方向发展,需要的是一个开放透明且通畅的通信协议。
将以太网技术引入到工业控制领域,其显著技能优势包括:1. 以太网是一种全开放,全数字化的网络,它遵循标准化协议,使得不同厂商设备能够轻松连接;2. 以太网能够实现从生产线到办公室的一体化管理,无缝连接各个环节,如图2所示;3. 硬件成本低廉,因为现有的软硬件已经成熟,有多种软件开发环境和硬件选择供用户使用;4. 通信速率高速,可满足企业日益增长的大量数据需求,如音视频传输等;5. 可持续发展潜力巨大,在快速变化信息时代,对通信管理能力至关重要,这也保证了以太-net技能不断进步。
然而,以太-net技能进入工控行业同样存在挑战,比如:1. 实时性的问题——CSMA/CD介质访问方法难以为实时操作提供保障;2. 工业环境适应度与可靠性——设计需考虑抗干扰能力和耐用性能;3. 应用层协议适应度——当前应用层协议不够符合现场操控需求;4. 安全问题——实质安全与数据安全威胁可能存在;5.QoS(服务质量)问题——需要根据不同用户需求调节优先级。
随着技艺水平提升,上述挑战已得到或部分解决。1最新研发出了快速交换式Ehternet 技术,可以避免碰撞并提供优先级机制,确保最佳实时性能; 2 出产商针对不同的工作场景改进产品防护措施; 3 用户可以根据需要调整TCP/IP栈结构; 4 设备制造商提供符合作业条件要求的地带器材; 5 网络安全通过加密及其他措施进行增强,但对于特殊情况还需深入探讨;
综上所述,尽管仍有待完善,但基于Ehternet 的未来工控时代即将到来,将成为最具敞开性的工控体系结构,为操控带来了革新。但在某些极端条件下,如汽车操控系统或数控机床等,由于恶劣环境、高实时性要求,不宜采用Ehternet。而目前看来,它无法完全取代现场总线作为唯一标准,而是预计会出现一种混合式结合多种联网方式的情形。在未来的长期内,大部分现有的现场总线仍将继续存在。