工业以太网系统

2016年5月24日 来源:科工网-国际互联网+生态服务平台  浏览 912 次 评论(0)

工业以太网是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大的区域和单元网络。工业以太网, 提供了一个无缝集成到新的多媒体的途径。 企业内部互联网(Intranet),外部互联网(Extranet),以及互联网(Internet) 提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域,而且还可以应用于生产和过程自动化。继10M波特率以太网成功运行之后,具有交换功能,全双工和自适应的100M波特率快速以太网(Fast Ethernet,符合IEEE 802.3u 的标准)也已成功运行多年。采用何种性能的以太网取决于用户的需要。通用的兼容性允许用户无缝升级到新技术。

不稳定因素
今天的控制系统和工厂自动化系统,以太网的应用几乎已经和PLC一样普及。但现场工程师们对以太网的了解,大多来自他们对传统商业以太网的认识。很多控制系统工程的实施甚是直接让IT部门的技术人员来实施。但是,IT工程师们对于以太网的了解,往往局限于办公自动化商业以太网的实施经验,可能导致工业以太网在工业控制系统中实施的简单化和商业化,不能真正理解工业以太网在工业现场的意义,也无法真正利用工业以太网内在的特殊功能,常常造成工业以太网现场实施的不彻底,给整个控制系统留下不稳定因素。
需考虑因素
那么选择正确的工业以太网要考虑哪些因素?简单的来说,要从以太网通讯协议、电源、通信速率、工业环境认证考虑、安装方式、外壳对散热的影响、简单通信功能和通信管理功能、电口或光口的考虑。这些都是基本需要了解的产品选择因素。如果对工业以太网的网络管理有更高要求,则需要考虑所选择产品的功能如:信号强弱、端口设置、出错报警、串口使用、主干(TrunkingTM)冗余、环网冗余、服务质量(QoS)、虚拟局域网(VLAN)、简单网络管理协议(SNMP)、端口镜像等等其他工业以太网管理交换机中可以提供的功能。不同的控制系统对网络的管理功能要求不同,自然对管理型交换机的使用也有不同要求。控制工程师们应该根据其系统的设计要求,挑选适合自己系统的工业以太网产品。
由于工业环境对工业控制网络可靠性能的超高要求,工业以太网的冗余功能应运而生。从快速生成树冗余(RSTP)、环网冗余(RapidRingTM)到主干冗余(TrunkingTM),都有各自不同的优势和特点,控制工程师们可以根据自己的要求进行选择。为了更好地帮助大家了解和学习工业以太网冗余技术的特点,让我们首先回顾以下以太网设备的发展过程。
工业以太网是应用于工业控制领域的以太网技术,在技术上与商用以太网(即IEEE 802.3标准)兼容,但是实际产品和应用却又完全不同。这主要表现普通商用以太网的产品设计时,在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互*作性、可靠性、抗干扰性、本质性等方面不能满足工业现场的需要。故在工业现场控制应用的是与商用以太网不同的工业以太网。然而工业以太网的优势在哪里呢?
一、应用广泛
以太网是应用广泛的计算机网络技术,几乎所有的编程语言如Visual C++、Java、VisualBasic等都支持以太网的应用开发。
二、通信速率高
10、100 Mb/s的快速以太网已开始广泛应用,1Gb/s以太网技术也逐渐成熟,而传统的现场总线速率只有12Mb/s(如西门子Profibus-DP)。显然,以太网的速率要比传统现场总线要快的多,完全可以满足工业控制网络不断增长的带宽要求。
三、资源共享能力强
随着Internet/ Intranet的发展,以太网已渗透到各个角落,网络上的用户已解除了资源地理位置上的束缚,在联入互联网的一台计算机上就能浏览工业控制现场的数据,实现“控管一体化”,这是其他一种现场总线都无法比拟的。
四、可持续发展潜力大
以太网的引入将为控制系统的后续发展提供可能性,用户在技术升级方面无需独自的研究投入,对于这一点,现有的现场总线技术都是无法比拟的。同时,机器人技术、智能技术的发展都要求通信网络具有更高的带宽和性能,通信协议有更高的灵活性,这些要求以太网都能很好地满足。

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