工業(yè)以太網(wǎng)在自動(dòng)化系統中的應用
發(fā)布日期:
2021-11-25

工業(yè)以太網(wǎng)在自動(dòng)化系統的應用?首先什么是工業(yè)以太網(wǎng)。一般來(lái)講是指技術(shù)上與商用以太網(wǎng)(即IEEE802.3標準)兼容,但在產(chǎn)品設計時(shí),在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強度、適用性以及實(shí)時(shí)性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質(zhì)安全等方面能滿(mǎn)足工業(yè)現場(chǎng)要求。
  
工業(yè)以太網(wǎng)在自動(dòng)化系統的應用

1、穩定性和可靠性

以太網(wǎng)進(jìn)入工藝控制領(lǐng)域的另一個(gè)主要問(wèn)題是,它所用的接插件、集線(xiàn)器、交換機和電纜等均是為商業(yè)領(lǐng)域設計的,商用網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品不能應用在有較高可靠性要求的惡劣工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境中,因而需要針對較惡劣的工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境(如冗余直流電源輸入、高溫、低溫、防塵等)來(lái)設計工業(yè)以太網(wǎng)。

隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展。上述問(wèn)題正在迅速得到解決。為了解決在不間斷的工業(yè)領(lǐng)域應用,在極端條件下網(wǎng)絡(luò )也能穩定工作的問(wèn)題,美國 Synergetic微系統公司和德國Hirschmann、JetterAG等公司專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)了機架導軌式集線(xiàn)器、交換機產(chǎn)品,安裝在標準DIN導軌上,并由冗余電源供電,接插件采用牢固的DB29結構?,F在已經(jīng)出現了特別設計用于連接工業(yè)應用中具有以太網(wǎng)絡(luò )接口的工業(yè)設備(如PLC、HMI、DCS系統等)。

2、實(shí)時(shí)性和確定性

隨著(zhù)快速以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,給解決以太網(wǎng)的非確定性問(wèn)題帶來(lái)了新的鍥機,使這一應用成為可能。首先,以太網(wǎng)的通信速率從10M、100M 增大到如今的1000M、10G,在數據吞吐景相同的情況下,通信速率的提高意味著(zhù)網(wǎng)絡(luò )負荷的減輕和網(wǎng)絡(luò )傳輸延時(shí)的減小,即網(wǎng)絡(luò )碰撞幾率大大下降。其次。采用星型網(wǎng)絡(luò )拓撲結構代替總線(xiàn)型結構,交換機將網(wǎng)絡(luò )劃分為若干個(gè)網(wǎng)段。以太網(wǎng)交換機由于具有數據存儲、轉發(fā)的功能,使各端口之間輸入和輸出的數據幀能夠得到緩沖,不再發(fā)生碰撞;同時(shí)交換機還可以對網(wǎng)絡(luò )上傳輸的數據進(jìn)行過(guò)濾,使各個(gè)網(wǎng)段內節點(diǎn)問(wèn)數據的傳輸只限在本地網(wǎng)段內進(jìn)行,而不需經(jīng)過(guò)主干網(wǎng),也不占用其他網(wǎng)段的帶寬,從而降低了所有網(wǎng)段和主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )負荷。

再次,全雙工通信又使得端口間兩對雙絞線(xiàn)(或兩根光纖)上分別同時(shí)接收和發(fā)送報文幀,也不會(huì )發(fā)生沖突。因此,采用交換式集線(xiàn)器和全雙工通信,同時(shí)網(wǎng)絡(luò )上的沖突域不復存在(全雙工通信),或碰撞幾率大大降低(半雙工),因此,以太網(wǎng)通信確定性和實(shí)對性大大提高。

在實(shí)際應用中,主干網(wǎng)可采用光纖傳輸,現場(chǎng)設備的連接則可采用屏蔽雙絞線(xiàn),對于重要的網(wǎng)段還可以采用冗余網(wǎng)絡(luò )技術(shù),以此提高網(wǎng)絡(luò )的抗干擾能力和可靠性。

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