应用工业以太网的好处探索现场总线技术如何提升物品传输效率
以太网技术在工业应用中的优势:如何提升物品传输效率的现场总线技术概念
随着网络技术的不断发展和工业控制领域对网络功能要求的提高,以太网正在逐步进入工业控制领域,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无缝集成,有着不可比拟的优势。
以太网作为支持几乎所有流行网络协议的技能,因其传输速度快、能耗低、便于安装兼容性好等优点,在商业系统中得到广泛应用。近年来,随着工业自动化系统向分布式、智能化方向发展,对通信协议要求更加开放,这是新型以太网控制网络技能必须满足的基本条件。
引入以太网到工业控制领域,其显著技能优势包括:
以太网是一个全开放,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。
以太网可以实现无缝连接,形成企业级管控一体化全开放网络,如图所示。
软硬件成本低廉,因为以太网技巧已经非常成熟,支持以太网技巧现已受到厂商高度重视和广泛支撑,有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。
通讯速率高,由于企业信息系统规划扩大和杂乱程度提高,对信息量需求也越来越大,有时甚至需要音频、视频数据传输,现在以太网通讯速率为10M/100M快速以 太 网开始普及,千兆以 太 网技巧也逐渐成熟,10G 以 太 网也正在研究,其速率远超当前现场总线。
可持续发展潜力大,在瞬息万变的信息时代,企业生计与开展将很大程度上依赖于一个快速而有效通讯管理网络,因此保证了以 太 网技巧不断向前发展。
然而,以 太 网进入工控范畴同样存在一些问题:
实时性问题:选用的CSMA/CD介质访问操控方法,其实质上难以为错实时提供服务。一条总线上的多个节点平等竞争总线,当总线闲暇时才能通过。这对于严格要求实时性的工控范畴来说是个挑战,这也是该技能进入工控范畴的一个瓶颈;
对工业环境习惯性与可靠性:设计按办公环境考虑,因此抗干扰能力较强,但外观设计需要符合工场环境;
适用于工控操控应用层协议的问题,现在信息联网中界说的应用层协议所描述数据结构等特性不适合用于工场过程操控范畴现场设备间实时通讯;因而,还需界说统一标准;
4 实质安全与防护: 工业天然气如果用在易燃易爆风险作业场所必须考虑实际安全问题;别的一些由于使用TCP/IP, 但可能会遭受病毒黑客攻击威胁;
5 QOS(QualityofService)问题: 随着科技进步,在工作室底层信号不再限于单纯数字模拟,而是包含Audio及低分辨Video信号;应根据不同用户需求及内容适度地保证请求响应性能;
跟随科技进步,上述呈现的问题已被彻底或部分解决:
1 近年来出现了快速交换式Ehternet 技能采用全双向通信方式,可以避免CSMA/CD冲突,并且可以方便地实现优先级机制,为最大利用带宽并最好实时功能奠定基础;
2 工业出产商采取专门抗干扰措施,使其更符合行业需求;
3 应用层规范方面用户可以根据需要对TCP/IP进行增减;别的一些还需制定更符合行业要求之规范;
4 设备出产商提供适合生产环境器材,与连接件处理实际安全问题;
5 用户暗码加密防火墙等多种安全措施加强保护,但针对制造自动化操作实施方案还需深入研究;
因此,以至终结电路、电子元器件以及嵌入式互联网专业知识深入研发后基于Ehternet 的制造操作年代即将到来,将成为最具敞开性的制造操作体系结构。这种新型体系,与Ehternet相呼应,对传统操作体系结构革新必将给予制造操作带去新的天地。但目前看,一些如汽车运营系统数轨机床等因恶劣作业条件、高度对时间延迟可靠稳定的特殊情况,不宜采用Ehternet 技术。在未来长期内旧有的现场总线仍将继续存在,最有可能的情况是混合运行一种多种联网同时使用混合类型运行系统。