在社会的各个角落,工业以太网正在悄然渗透,每一个发展的步伐都在推动着工业现场总线概念的进化。这种网络技术不仅能够支持各种数据传输,还能为企业信息网络和工业控制网络实现无缝对接。
工业以太网之所以受到青睐,是因为它拥有高传输速率、低能耗、便于安装和配置以及良好的兼容性。此外,它还具备开放性强,可以灵活地与多种设备进行集成。随着网络技术的不断进步,以太网已经开始逐渐进入了工业自动化领域,形成了一套新的基于以太网的控制网络技能。
这主要是因为现代工业自动化系统正向分布式、高度智能化方向发展,对通信协议有更高要求。开放且通明的通信协议成为了必需品。
将以太网技能引入到工业控制领域,其优势显而易见:首先,以太网是一个全开放、全数字化的网络,无论厂商如何不同的设备,都能轻松互联;其次,以太网可以实现从工控网络到企业信息网络之间无缝连接,从而形成一体化管理;再者,由于以太网技能已经非常成熟,软硬件成本相对较低,市场上有丰富的选择;第四,以太网提供高速通信速率,即使需要传输音频或视频数据,也能满足需求,并且未来千兆甚至10G以太网正在研究中,这些速度远超现有的现场总线;最后,以其持续发展潜力,在瞬息万变的信息时代,为企业提供快速有效通信管理平台,不断提升信息处理能力和安全性。
然而,这并不意味着没有挑战存在。在实时性方面,以太网采用CSMA/CD介质访问方法可能导致冲突,而这个方法难以为实时操作提供保证。这也是让以太net进入工控领域的一个技术瓶颈之一。此外,对抗干扰能力、可靠性,以及适用于应用层协议等问题也需要进一步解决。而对于安全性的考虑,如实质安全和防止非法入侵的问题也不能忽视。此外,在QOS方面,当涉及到Audio及低分辨率Video信号时,还需确保不同用户需求得到满足。
尽管如此,上述挑战近年来得到了部分或全部解决。快速交换式以太net技巧通过全双工通讯避免了CSMA/CD中的碰撞,并允许优先级机制,使得带宽最大利用率同时保持最佳实时性能。抗干扰措施改善了不同环境下的适应能力,而在应用层协议上用户可以根据需求增减TCP/IP栈,制定符合行业要求的手段。此外,加强物理保护、使用暗码加密等提高了安全性。但是针对特定行业如汽车操控系统或者数控机床等恶劣条件下工作并且具有极端高标准(如实时操作)的场景,其中仍有一些问题待解答。而目前看来,与现场总线共存似乎是最合理的情况,因为即使未来出现更为完美的地面布局,但现有的现场总线依然会继续存在,最终可能会是一种混合型操控系统,即多种类型并存合作工作。
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