可以链接通讯协议在物品应用工业以太网中的好处
以太网技术在物品应用中的好处,尤其是可以link通讯协议的优势。随着网络技术的发展和工业控制领域对网络功能要求的提高,以太网正逐渐进入工业控制领域,形成了新的以太网控制网络技术。这种开放性使得工业控制网络与企业信息网络之间的无缝整合成为可能。
以太网具有高传输速度、低能耗、便于安装和兼容性好的特点,因为它支持几乎所有流行的网络协议,所以在商业系统中得到了广泛应用。近年来,随着网络技术的进步,以太网进入了工业自动化领域,形成了新的以太网控制网络技术。这主要是因为工业自动化系统向分布式、智能化控制方面发展,对开放和透明的通讯协议提出了更高要求。
将以太网技术引入到工业控制领域,其优势显而易见:1. 以太网是一种完全开放、全数字化的网络,它遵循不同的厂商设备能够轻松实现互联;2. 以太网可以实现无缝连接 Industrial control network 和企业信息 network,从而形成企业级综合管理的一体化全开放型 网络,如图所示;3. 软硬件成本较低,因为以太net 技术已经非常成熟,支持以太net 的软硬件受到厂商高度重视并得到广泛支持,有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择;4. 通信速率高,与企业信息系统规划扩大和复杂程度提高相适应,对信息量需求日益增长,有时甚至需要音频视频数据传输,现在10M/100M快速以 太 net 开始普及,而千兆以 太 net 技术也正在成熟,10G 以 太 net 也正在研究,其速率远超当前现场总线;5 可持续发展潜力大,在这个瞬息万变的信息时代,企业生存与发展将很大程度上依赖于一个快速有效的人工智能管理平台,以及通信技能与人工智能技能不断更新迭代保证了以 太 net 技术不断前进。
然而,以 太 net 进入Industrial control realm 同样存在一些挑战,其中首要的是:1 实时性问题 - 以 Too Net 采用CSMA/CD介质访问方法,其本质上不利于实时性的满足。一条总线上的多个节点平等竞争总线,当总线空闲时才有机会使用,这种方法难以为Industrial control 环境提供所需强烈实时性的保障。这也是Too Net 技术进入Industrial control 环境的一个关键瓶颈;2 对 Industrial environment 的适应性与可靠性 - Too Net 是针对办公环境设计,因此需要抗干扰能力以及外观设计符合Industrial现场要求;3 适用于 Industrial automation 应用的应用层协议 - 由于目前信息Network 中使用到的应用层协议及其数据结构并不适用于 Industrial process 控制场景中的设备间实时通讯;4 实物安全及Network 安全 - 使用Too Net 在风险作业场所如易燃易爆区域必须考虑实物安全问题。此外,由于使用TCP/IP 协议,因此可能遭受病毒黑客攻击等Network 安全威胁;5 QOS(Quality of Service)问题 — 随着技能进步,在工厂操控底层不再仅限于数字或模拟信号,而是包括Audio 及低分辨Video 信号。因此Network 需要根据不同用户需求及内容适当保证实时性的要求。
随着 Network 技能不断完善,上述的问题已经被解决或部分解决。在最近几年中,一些快交换式Too Net 技术出现,它采用全双工通信方式,可以避免CSMA/CD 中冲突,并且可以方便地实现优先级机制来确保最佳性能和最大的带宽利用率。此外,还有针对不同 industrial environment 设计专门抗干扰措施,使之更加符合 industrial 需求。此外,还可以根据需要增加或减少 TCP/IP 协议栈,并制定更符合 industrial 需求的一套标准。此外,还有一系列防火墙、加密程序等安全措施来增强 Network 安全。但对于 industrial automation 网络安全仍需进一步探讨。在此背景下,即使QOS 问题也得到了改善。
尽管如此,由于集成电路、高效Net 和嵌入式Internet 技巧研究深入,本基于Net 的 industrial automation 网络将迅速崛起,将成为最为开启且灵活的地方。这种新型Net 将革新传统industrial automation 网络,为industrial automation 带来了革命般变化。但至少目前看来,它还不能彻底取代现场总线作为单一标准。而未来,最可能的情况是一个混合式操作系统,其中包含各种类型的手段。
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