以太網(wǎng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)關(guān)帶來(lái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
林建平
發(fā)布于2022-11-21 17:55
22
2
標(biāo)簽:以太網(wǎng)
1)高度開(kāi)放性使得不同廠商的設(shè)備按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)互連。
2)易于信息集成由于具有統(tǒng)一的通信協(xié)議,能將工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的信息無(wú)縫集成,實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備管理、軟件維護(hù)和故障診斷。
3)軟硬件資源豐富有很多種軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和硬件設(shè)備供用戶選擇,隨著技術(shù)的發(fā)展,其價(jià)格還有下降的趨勢(shì)。
4)通信速率高以太網(wǎng)的通信速率比常用的現(xiàn)場(chǎng)總線通信速率快得多。
5)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ笮畔⒓夹g(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展迅速,保證了以太網(wǎng)技術(shù)不斷的持續(xù)向前發(fā)展。
1. 工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線
工業(yè)以太網(wǎng)在遵循IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和加強(qiáng),將其應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境中的自動(dòng)化控制或過(guò)程控制。工業(yè)以太網(wǎng)與傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線比較,其優(yōu)勢(shì)為
1)高速化以太網(wǎng)具有超高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
2)兼容性以太網(wǎng)具有開(kāi)放性的協(xié)議,提供了對(duì)大多數(shù)物理介質(zhì)的支持,在通信過(guò)程中運(yùn)用了交互式的數(shù)據(jù)存取技術(shù),可以適用于不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
3)易用性以太網(wǎng)經(jīng)過(guò)多年的推廣和應(yīng)用,技術(shù)手段已經(jīng)逐漸成熟,價(jià)格低廉,便干維護(hù)。
工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合的好處在于
1)以太網(wǎng)可以為不同標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線互連建立橋梁,解決現(xiàn)場(chǎng)總線間不能相互兼容的問(wèn)題。
2)為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接到因特網(wǎng)創(chuàng)造條件,使設(shè)備的通信范圍及控制方式得到擴(kuò)展。3)在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制層到管理層的信息集成方面,以太網(wǎng)的開(kāi)放性具有明顯優(yōu)勢(shì),能夠成為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換的紐帶,從而解決“自動(dòng)化孤島”問(wèn)題
2. 工業(yè)以太網(wǎng)面對(duì)的問(wèn)題
工業(yè)以太網(wǎng)若要在工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展,需要解決如下問(wèn)題:
1)實(shí)時(shí)性問(wèn)題以太網(wǎng)采用載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)(CSMA/CD)的介質(zhì)訪問(wèn)控制方式,其本質(zhì)上是非實(shí)時(shí)的,這成為以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)瓶頸。
2)工業(yè)環(huán)境下的適應(yīng)性與可靠性問(wèn)題以太網(wǎng)是按照辦公環(huán)境設(shè)計(jì)的,進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域要求抗干擾能力、耐受工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。環(huán)
3)適用于工業(yè)自動(dòng)化控制的應(yīng)用層協(xié)議目前,信息網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用層協(xié)議所定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等特性,不適合應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通信。因此,要定義統(tǒng)一的應(yīng)用層規(guī)范。
4)本質(zhì)安全和網(wǎng)絡(luò)安全工業(yè)以太網(wǎng)如果用在易燃易爆的危險(xiǎn)工作場(chǎng)所,必須要考慮本質(zhì)安全問(wèn)題。另外,工業(yè)以太網(wǎng)由于使用了TCP/IP協(xié)議,因此可能會(huì)受到包括病毒、黑客的非法人侵與非法操作等網(wǎng)絡(luò)安全威脅。
5)性能提升隨著技術(shù)進(jìn)步,工廠控制底層的信號(hào)已不局限在單純的數(shù)字量和模擬量上,還可能包括視頻和音頻,網(wǎng)絡(luò)應(yīng)能根據(jù)不同的用戶需求及不同的內(nèi)容適度地保證實(shí)時(shí)性的要求。