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以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展

作者: 時間:2011-08-05 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  隨著經(jīng)濟(jì)的和自動化辦公信息網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)步,企業(yè)綜合自動化、管控一體化已成為企業(yè)生存和的必尤之路。網(wǎng)可方便實現(xiàn)辦公自動化網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)的無縫連接的優(yōu)勢,可以使電子商務(wù)與工業(yè)生產(chǎn)控制現(xiàn)場緊密結(jié)合,實現(xiàn)真正意義上的企業(yè)管控一體化。

  網(wǎng)技術(shù)引入,其技術(shù)優(yōu)勢非常明顯:

 ?。ㄒ唬〦thernet是全開放、全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò),遵照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同廠商的設(shè)備可以很容易實現(xiàn)互聯(lián)。

 ?。ǘ?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/以太">以太網(wǎng)能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無縫連接,形成企業(yè)級管控一體化的全開放網(wǎng)絡(luò)。

  (三)軟硬件成本低廉,由于以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持,有多種軟件開發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備供用戶選擇。

  (四)通信速率高,隨著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和復(fù)雜程度的提高,對信息量的需求也越來越大,有時甚至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸,目前以太網(wǎng)的通信速率為10M、100M的快速以太網(wǎng)開始廣泛,千兆以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟,10G以太網(wǎng)也正在研究,其速率比目前的現(xiàn)場總線快很多。

  (五)可持續(xù)潛力大,在這信息瞬息萬變的時代,企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理網(wǎng)絡(luò),信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展將更加迅速,也更加成熟,由此保證了以太網(wǎng)技術(shù)不斷地持續(xù)向前發(fā)展。

二、以太網(wǎng)于工業(yè)現(xiàn)場存在的主要問題

1、信息傳輸存在實時性差和不確定性

  工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)要求具有比較高的實時性和確定性。而以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議(CSMA/CD)以及二進(jìn)制指數(shù)退避算法(BEB),因此必導(dǎo)致信息傳送的滯后,因其時間滯后是隨機的,這說明實質(zhì)上以太網(wǎng)是一種非確定性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。因此,對于響應(yīng)時間要求嚴(yán)格的控制過程會存在產(chǎn)生碰撞的可能性,造成響應(yīng)時間的不確定性,使信息不能按要求正常傳遞,無法滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)所要求的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和確定性。

2、以太網(wǎng)的可靠性差

  安裝在工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備應(yīng)該具有高可靠性,即能夠抗沖擊、耐振動、耐腐蝕、防塵、防水以及具有比較好的電磁兼容性。而傳統(tǒng)的以太網(wǎng)主要于辦公自動化,其所用插接件、集線器、交換機和電纜等都是為辦公室應(yīng)用而設(shè)計的,抗干擾能力差,難以滿足工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境要求。

3、缺乏應(yīng)用于工業(yè)控制的應(yīng)用層協(xié)議

  以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)僅僅定義了ISO/OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,即使再加上TCP/IP協(xié)議也只是提供了網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的功能。兩個設(shè)備要想正常通信必須使用相同的語言規(guī)則,也就是說還必須有統(tǒng)一的應(yīng)用層協(xié)議。目前,商用計算機通信領(lǐng)域采用的應(yīng)用層協(xié)議主要是FTP,Telnet,SMTP,HTTP等。這些協(xié)議所規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等特性不符合工業(yè)控制現(xiàn)場設(shè)備之間的實時通信要求。因此,必須制定統(tǒng)一的適用于控制領(lǐng)域的應(yīng)用層協(xié)議。



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