工业自动化的网络智慧:以太网技术在现场总线中的运作
现代信息技能的三大根底是传感器技能、通讯技能和计算机技能。随着IT技能飞速发展和工业自动化要求不断提高,工业操控网络承担的任务越来越重。与数据信息网络不同,工业操控领域需要一种高速廉价、实时性好、稳定性高的网络。以太网(Ethernet)技术支持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,具有传输速度快、低能耗、易于安装兼容性好等方面的优势。
近年来,以太网技术进入了工业操控领域,形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是因为工业自动化体系向分布式、高智能控制方面发展,对开放透明通信协议有了更高要求。
2.1 工业以太网优势
(1) 以太网是一种全开放,全数字化的网络,可以实现不同厂商设备之间无缝连接。
(2) 以太网能够实现企业级管控一体化,无缝连接企业信息系统和操作系统,如图所示。
(3) 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。
(4) 通信速度快,可以满足企业日益增长对信息量需求,有时还需要音频视频数据传输,现在10M/100M快速以太网开始普及,千兆以太网也逐渐成熟,10G以 太 网 技 术 也 正 在 研 发,其速度比当前现场总线要快许多。
2.2 工业以太-net存在的问题
2.2.1 实时性问题
在 industrial control 系统 中,“实时”意味着对某个事件响应时间可以测量到。即在一个事件发生后,该系统必须在可预见范围内做出反应。但 industrial 对数据传递实时性的要求非常严格,而同样由于使用CSMA/CD介质访问方法,其本质上是不实时的一种,当发生冲突时,就不得不重发数据,最多只能尝试16次以上,这种解决冲突机制付出了时间作为代价。而且,一旦出现掉线,即使只是几秒钟,也可能造成整个生产停止或设备损坏。这使得这种方法难以为 industrial control 域提供所需的一致性;这也是 industrial 以 ta net 技术进入工控领域的一个瓶颈问题。
结论:
Industrial automation 的 network 智慧 是通过 Industrial Ethernet 技术 来实现 的,它为 Industrial Automation 提供了一套全新的通信方案。在未来,由于其开源特点以及不断改进,使得 Industrial Ethernet 将会成为 Industrial Automation 中不可或缺的一部分。此外,由于其良好的扩展能力,将能够适应各种不同的应用场景,为 Industrial Automation 带来了更多可能性。此外,在实际应用中,我们应该更加注重如何有效地利用这些资源,以便更好地推动 Industry 4.0 的发展。在这个过程中,我们将面临诸多挑战,但同时也将迎接巨大的机会。