在这个信息化的时代,网络技术的发展对社会产生了深远的影响。以太网作为一种技能,它支撑着几乎所有的网络协议,因此在数据信息网络中得到了广泛应用。它具有高传输速度、低能耗、便于装置和兼容性好等方面的优势,这些都使得以太网成为商业系统中的首选。
近年来,以太网正逐步进入工业操控领域,形成了新型的以太网操控网络技能。这是因为随着工业自动化系统向分布式和智能化方向发展,对开放且明确通讯协议提出了更高要求。通过引入以太网技能到工业操控领域,其技能优势显而易见:
以太网是一个完全开放、全数字化的网络,无论厂商不同,其设备能够轻松实现互联。
以太网能够实现工业操控网络与企业信息网络无缝连接,为企业级管控一体化提供全开放的网络,如图所示。
软硬件成本较低,因为以太网技术已经非常成熟,有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。
通讯速率高速,以适应企业信息系统规划扩大和杂乱程度提高对信息量需求增加的情况,有时甚至需要传输音频或视频数据,现在快速以太网(10M/100M)正在广泛应用,千兆以太网也在不断成熟,以及正在研究的是10G以太-net,它们比现在现场总线快很多。
可持续发展潜力巨大,在瞬息万变的现代社会,企业生存与发展将很大程度上依赖于一个快速有效通讯管理网络,使得通信技术与互联网技术不断进步,从而保证了其持续向前发展。
然而,以 太 网 进入 工 业 控 制 领 域 也 存 在 一 些 难题,其中 首 要 的 是:
实时性问题:由于采用CSMA/CD介质访问控制方法,一条总线上的多个节点平等竞争总线,这种方法难以满足工业控制领域对实时性的要求,是进入工控范畴的一个重要瓶颈;
对工业环境习惯性与可靠性:由办公环境设计,所以抗干扰能力要增强,外观设计符合工业现场要求;
3 适用于 industrial automation control 应用层协议的问题,现在信息网络中界说的应用层协议所描述数据结构等特点不合适用于 industrial process control 范围内设备间实时通讯; 因此,还需界说统一标准;
4 实质安全问题以及防止病毒侵入及黑客攻击;
5 QOS(Quality of Service) 问题:跟着 技术 的 进步, 在 工 厂 控 制 底 层 的 信号 已 不 再 限 于 单纯 数字 和 模拟 量 上,而是包含 Audio 及 低 分 辨 强 视频信号, 网络应能根据不同用户需求及不同的内容适度地保证实时性的要求.
随着技巧进一步完善,上述问题已得到部分解决:
快速交换式乙方net 技能使用全双工通讯,可以避免 CSMA/CD 中可能出现的事故,并且可以方便地实现优先级机制,保证带宽最大利用率并最好地提供实时功能.
出产厂商采取专门抗干扰措施,使之更加符合产业需求.
用户可以根据需要对 TCP/IP 协议栈进行增减,也许还会制定更符合产业请求的一套新的规则.
设备出产者供应耐受恶劣环境、巩固、抗震动有良好性能的大气条件下使用的大气条件下使用的大气条件下使用的大气条件下使用的大气条件下使用。大气条件下用的天窗器材; 使用密封良好的乙方net 设备与连接件处理实际安全问题; 采用暗码加密方式保护隐私;采用防火墙等多重安全措施加强管理,但针对于特殊情况下的实施方案仍需深思熟虑.
最后,我们认为尽管存在一些挑战,但未来基于乙方net 的 Industrial Control Network 将会是一个敞开、高效且具备大量潜力的解决方案,不仅为现有的生产流程带来了革新,而且将为未来的 Industry 4.0 提供坚实基础。在某些场景如汽车控制系统或者数控机床由于作业环境恶劣、对时间精确性要求极高,因此并不适宜直接采用Industrial Ethernet。但从目前趋势看,用 Industrial Ethernet 来替代 Fieldbus 作为主导的人机接口工具是不言而喻的事情。而最可能的情况是我们将看到一种混合式操作系统,即同时存在Fieldbus和Industrial Ethernet两种不同的操作模式。