論工業乙太網技術的應用和發展

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論工業乙太網技術的應用和發展
  
  論文關鍵詞:乙太網;特點;趨勢;全開放網路
  論文摘要:
工業乙太網控制系統是集散控制系統(DCS)和現場匯流排控制系統(FCS)之後產生的一種新型的工業控制系統。本文簡要介紹了工業乙太網的特點,並詳細論述了工業乙太網在控制領域的應用現狀以及乙太網交換技術的發展趨勢,並提出了乙太網能實現工業控制網路與企業資訊網路的無縫連線,形成企業級管控一體化的全開放網路的觀點。 

  感測器技術、技術和技術是現代資訊科技的三大基礎,隨著IT技術的飛速發展和工業自動化要求的不斷提高,工業控制網路所擔負的工作越來越重。與資料資訊網路不同,工業控制領域需要一種高速廉價、實時性和開放性好、穩定性和準確性高的網路。乙太網(Ethernet)技術支援幾乎所有的網路協議,所以在資料資訊網路中得到廣泛應用,具有傳輸速度高、低能耗、便於安裝、相容性好、開放性高和支援裝置等多方面的優勢。工業乙太網的開放性使得工業控制網路和企業資訊網路的無縫整合方面具有無可比擬的優勢。
  
  一、工業乙太網技術的特點
  

  乙太網技術具有價格低廉、穩定可靠、通訊速率高、軟硬體產品豐富、應用廣泛以及支援技術成熟等優點,已成為最受歡迎的通訊網路之一。近些年來,隨著網路技術的發展,乙太網進入了控制領域,形成了新型的乙太網控制網路技術。這主要是由於工業自動化系統向分佈化、智慧化控制方面發展,開放的、透明的通訊協議是必然的要求。乙太網技術引入工業控制領域,其技術優勢非常明顯:
  (一)Ethernet是全開放、全數字化的網路,遵照網路協議不同廠商的裝置可以很容易實現互聯。
  (二)乙太網能實現工業控制網路與企業資訊網路的無縫連線,形成企業級管控一體化的全開放網路。
  (三)軟硬體低廉,由於乙太網技術已經非常成熟,支援乙太網的軟硬體受到廠商的高度重視和廣泛支援,有多種軟體開發和硬體裝置供使用者選擇。
  (四)通訊速率高,隨著企業資訊系統規模的擴大和複雜程度的提高,對資訊量的需求也越來越大,有時甚至需要音訊、視訊資料的傳輸,目前乙太網的通訊速率為10M、100M的快速乙太網開始廣泛應用,千兆乙太網技術也逐漸成熟,10G乙太網也正在研究,其速率比目前的現場匯流排快很多。
  (五)可持續發展潛力大,在這資訊瞬息萬變的時代,企業的生存與發展將很大程度上依賴於一個快速而有效的通訊網路,資訊科技與通訊技術的發展將更加迅速,也更加成熟,由此保證了乙太網技術不斷地持續向前發展。
  
  二、工業乙太網在控制領域應用現狀
  
  工業乙太網與現場匯流排相比,它能提供一個開放的標準,是企業從現場控制到管理層實現全面的無縫的資訊整合,解決了由於協議上的不同導致的“自動化孤島”問題,但從目前的發展看,工業乙太網在控制領域的應用主要體現在以下幾種形式。
  (一)混合Ethernet/Fieldbus的網路結構
  這種結構實際上就是資訊網路和控制網路的一種典型的整合形式。乙太網正在逐步向現場裝置級深入發展,並儘可能的和其他網路形式走向融合,但乙太網和TCP/IP原本不是面向控制領域的,在體系結構、協議規則、介質、資料、軟體、實驗環境等諸多方面並不成熟,而現場匯流排能完全滿足現代企業對底層控制網路的基本要求,實現真正的全分散式系統。因此,在企業資訊層採用乙太網,而在底層裝置級採用現場匯流排,通過通訊控制器實現兩者的資訊交換。
  (二)專用工業以太控制網路