在社会的各个角落,工业以太网正在逐步渗透,其优势在于能够与常用的现场总线技术无缝对接。这种网络技能不仅支持了传输速度的提升和能耗的降低,而且还使得设备安装更加便捷,兼容性更佳,同时保持着开放性的特点,这对于企业信息网络和工业控制网络之间的整合具有不可替代的价值。
随着网络技术的不断进步,以太网已经被广泛应用于商业系统中,它能够支撑几乎所有流行的网络协议,因此其选择性受到推崇。近年来,以太网进入了工业自动化领域,并形成了一套新的以太网控制网络技能。这主要是因为工业自动化系统向分布式、智能化方向发展,对开放、高效的通信协议提出了更高要求。
将以太网技能引入到工业控制领域,其优越之处体现在:1. 以太网是一个完全开放、完全数字化的人机界面,可以让不同厂商生产设备之间实现互联;2. 它可以实现工控网络与企业信息网络无缝连接,构建成一个全面的企业级管控一体化平台;3. 软硬件成本相对较低,因为以太网技术已经相当成熟,有多种软件开发环境和硬件设备可供选择;4. 通讯速率高速,适应了企业信息系统规划扩大和复杂程度提高所需的大量数据传输需求,如音频、视频数据等,现在10M/100M快速以太网开始普及,而千兆以太网技术也日益成熟,10G以太net工作正在进行中,其速度远超目前现场总线;5. 可持续发展潜力巨大,在瞬息万变的情报时代,企业生存与发展高度依赖于快速有效通讯管理网络,以及信息与通讯技能迅猛增长,从而保证了以 太 网 技 术 不 断 前 进 开 发。
然而,以 太 网 技 术 在 工 业 控 制 领 域 的 应 用 也 面临一些挑战,其中最主要的是:1 实时性问题——由于采用CSMA/CD介质访问方法,这种方法难以为达到实时性的要求;2 对工厂环境习惯性与可靠性——设计上需要抗干扰能力、外观设计符合工厂条件等要求;3 适用于工控范畴应用层协议的问题——现有应用层标准可能不适用于现场设备间实时通讯需求;4 实物安全和网络安全问题——如使用TCP/IP可能会遭受病毒或黑客攻击威胁等风险;5 QOS(Quality of Service)问题—为了满足Audio及Video信号传输需求,要考虑如何保证QOS。
随着时间推移,上述问题部分得到解决。例如,一些新型交换式Ethernet解决了CSMA/CD带来的冲突问题并提供优先级机制,加强了实时性能。此外,对抗干扰措施也变得更加适合于各种特殊环境。而且,不同行业标准可以根据实际情况进行调整,还有针对具体用途定制专门款式产品来确保安全。在QoS方面,由于互联网速度提升以及协议完善,也得到了一定程度上的解决。
综上所述,无论是在什么场景下,都能看出Industrial Ethernet作为一种操控手段具有许多优势,并且随着集成电路、Industrial Ethernet 和嵌入式Internet技术研究深入,将很快成为一种重要的手段。但它是否能够取代现有的现场总线仍然存在争议。在未来的某个时间里,它们可能共同存在,即混合操作系统模型。