揭秘应用工业以太网与Can总线的双重威力提升生产效率降低成本
以太网(Ethernet)技术支持着无所不包的网络协议,因此在数据信息网络中得到了广泛应用,拥有传输速度快、能耗低、便于安装兼容性好、开放性高以及支持设备多等众多优势。随着网络技术的进步和工业控制领域对网络功能要求的不断提升,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。工业以太网的开放性使得工业控制网络与企业信息网络之间无缝整合具有不可比拟的优势。
以太网由于其传输速度快、能耗低易于安装且兼容性好,因而在商业系统中被广泛选用。近年来,随着技术发展,以太网进入了自动化领域,形成了新的以太网自动化通信技术。这主要是因为工业自动化系统向分布式智能化方向发展,对通讯协议要求更为开放。
将以太网技能引入到工业控制领域,其技能优势十分明显:1Ethernet是一个完全开放,全数字化的网络,它遵循标准,可以让不同厂商设备轻松连接;2以太网可以实现无缝连接,使得工控与企业信息系统融为一体,如图所示;3硬件成本较低,因为现代电子产品已经高度成熟,有各种软件环境和硬件设备供用户选择;4通讯速率高速,不仅适用于文本数据,还能处理音频视频流传输,现在10M/100M快速乙特尔已普及,而千兆乙特尔正在完善,10G乙特尔正在研究,其速率远超现场总线;5可持续发展潜力大,在这个瞬息万变时代,一切生意都依赖于一个快速有效通信管理平台,这也保证了新型乙特尔技能不断前进。
然而,以太-net在成为新兴工业操控范畴的一部分时,也面临一些挑战:1实时性问题:使用CSMA/CD介质访问方法,由于它是一种非预约式共享方式,对实时性的需求很难满足;2适应复杂环境和可靠性需求:虽然现在有抗干扰措施,但仍需要符合严格条件;3应用层协议问题:现有的TCP/IP可能不足以满足某些操作场景;4安全问题:必须考虑物理安全和防止恶意行为;5QoS(服务质量):对于复杂信号如视频信号需要更好的保障。
尽管如此,这些挑战已经得到或正在解决。在未来,无论是通过交换机还是改进后的CSMA/CD方法,都会进一步提高实时性能。此外,对抗干扰能力增强,以及定制化解决方案来满足特殊应用层需求,同时加强安全措施,如加密和防火墙保护。此外,与现场总线并行存在,并不是取代,而是提供更多可能性,为混合式系统创造机会。因此,我们相信基于Ehternet 的Industrial Networking时代将至,将带来一个更加开放、高效且灵活的操作环境。但同时,也要认识到至少目前来说,它还难以全面取代现场总线作为单一标准。在未来的长期内,我们可能看到一种混合模式,即现场总线与Ehternet并存,并共同推动Industrial Automation行业向前发展。