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工业以太网技术未来的发展方向

文章来源:深圳市宇泰科技有限公司 作者:未知 点击:次 时间:2011/11/21 15:47:05 转载:

  工控行业举步维艰在工业以太网到来之前,因为传统的工控行业所用的通信设备都是靠串口(RS232,RS485)来进行数据传输。随着互联网技术的飞速发展,Ethernet传输速率的提高和Ethernet交换技术(工业以太网交换机)的发展,给解决Ethernet通信的非确定性问题带来了希望,并使Ethernet全面应用于工业控制领域成为可能。 

  未来以太网有以下几种发展方向: 

  1.安全增长的重要性 

  自从工业以太网能够实现从管理级到现场级一致的数据传输,用户只需要掌握一种网络技术即可,同时,也提高了工作效率。可是,统一的网络结构也因为整体的网络透明度承担了一定的风险。例如:生产线中的机器人的IP地址能被任何工作站操作。因此就必须有一套明确的规则来定义通讯的时间和对象。当然仅在公司的出口端安置一台防火墙来抵制外部的攻击是远远不够的。导致一个致命的错误甚至停机事故的往往是来自内部的误操作,所以分布式安全体系在自动化领域是非常关键的。因为这样,整个系统或系统部件可以被分割为独立的安全单元,各个安全的单元之间通过定义的规则来通信。 

  2.未来网络拓扑结构 

  在总线系统中,用户习惯把现场设备使用菊花链连接。因此,自动化厂商现在生产的以太网设备都兼容地支持菊花链技术,或者说,在现场设备上安装2个交换端口(RS232转换器,RS485转换器)。但对比使用独立的工业以太网交换机,其交换成本却随着设备数量的增加而增加。另一个劣势是碰到流量突发时,以菊花链式连接的交换机吞吐量和带宽会受到限制,因为所有的用户不得不通过一条共同的线缆通信。环形连接的重要优势在于一方面减低了布线成本,另一方面能够提高链路可靠性,举例来说,当一处不能正常工作时,通信不受影响。因此必须根据应用和需求来决定到底哪种方式才是合适的。 

  3.让交换机学习自动化语言 

  大型的自动化厂商使用它们自己的基于以太网的应用协议,类似于EtherNet/IP,Profinet或Modbus/TCP。这些协议都支持标准的TCP/IP,所以这类应用中,标准的工业以太网交换机也可以使用。SNMP协议已被广泛使用于商用环境中,用于交换机的配置和诊断。然而,自动化中使用的配置工具不支持SNMP协议,因此很难用来配置相应的交换机。所以赫思曼公司开始让交换机学习自动化的语言,将来使用PLC、驱动设备或I/O来配置交换机都会成为可能。对用户来说最大的益处是可以用熟悉的自动化工具配置网络了,并且一张完整的材料单也可以被轻松地创建。 

  4无线网络提供新的应用可能 

  如今无线网络技术(WirelessLAN(WirelessLocalAreaNetworks))被广泛应用在办公环境中。移动性、灵活性、非常易于安装、低成本,无线通信的这些优点,使得这项技术渐渐被应用于工业环境中。现在WLAN越来越多的成为传统有线网络的一种补充。典型的应用是在生产物流的移动终端上,操作和监控生产线或提供在线数据的快速交换。例如预定数据可以从监控中心直接送到仓库的铲车上。 

  工业环境不同于商用环境,像以太网中的集线器、交换机和电缆等均是为商用领域设计的,而未针对较恶劣的工业现场环境来设计(如冗余直流电源输入、高温、低温、防尘等),故商用网络产品不能应用在有较高可靠性要求的恶劣工业现场环境中。未来工业以太网主干网可采用光纤传输,现场设备的连接则可采用屏蔽双绞线,对于重要的网段还可采用冗余网络技术,以此提高网络的抗干扰能力和可靠性。 

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