工業(yè)以太網(wǎng)交換機與現(xiàn)場總線在工業(yè)控制現(xiàn)場的發(fā)展

時間:2012-03-31

來源:深圳市宇泰科技有限公司

導(dǎo)語:隨著工業(yè)控制規(guī)模的不斷增大,快速、實時的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信成為現(xiàn)代化制造發(fā)展的必經(jīng)之路。

  隨著工業(yè)控制規(guī)模的不斷增大,快速、實時的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信成為現(xiàn)代化制造發(fā)展的必經(jīng)之路。工業(yè)以太網(wǎng)(工業(yè)以太網(wǎng)交換機)在多年來的推廣應(yīng)用中,通過不斷解決通訊技術(shù),總線供電技術(shù),遠距離傳輸技術(shù),增強網(wǎng)絡(luò)安全、可靠性等關(guān)鍵技術(shù),它現(xiàn)在已經(jīng)可以從信息層、控制層一直延伸到現(xiàn)場設(shè)備控制層,能夠?qū)崿F(xiàn)快速實時的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信控制,為現(xiàn)代工業(yè)制造實現(xiàn)真正意義上的“E網(wǎng)到底”奠定了良好的基礎(chǔ)。工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)被業(yè)內(nèi)認為是未來控制網(wǎng)絡(luò)的最佳解決方案,也是當前現(xiàn)場總線中的主流技術(shù)。

  隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與普及推廣,以太網(wǎng)技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展,以太網(wǎng)傳輸速率的提高和以太網(wǎng)交換機技術(shù)的發(fā)展,給解決以太網(wǎng)通信的非確定性問題帶來了希望,并使以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備間的通信成為可能。在工業(yè)以太網(wǎng)還沒有來到之前,工控行業(yè)依然處于依靠串口連接和短距離監(jiān)控來進行工業(yè)制造,而工業(yè)以太網(wǎng)的來到徹底改變了工業(yè)制造和經(jīng)營模式,它讓再多的設(shè)備都可以實現(xiàn)通信、互聯(lián)、互操作,不再有信息盲點和孤島;它讓再遠的制造現(xiàn)場都可以實現(xiàn)實時的監(jiān)控與管理……工業(yè)以太網(wǎng)交換機的應(yīng)用它把工廠內(nèi)各個孤立的局部自動化子系統(tǒng)(我們經(jīng)常稱為信息孤島)在新的管理模式與工藝指導(dǎo)下,綜合運用信息技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)及其支持軟件技術(shù)等有機地結(jié)合起來,構(gòu)成一個完整的系統(tǒng),對生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、管理過程的信息流、決策過程的決策流進行有效的控制和協(xié)調(diào),以適應(yīng)新的競爭形勢下市場對生產(chǎn)管理過程提出的高質(zhì)量、高速度、高靈活性和低成本的要求。在這個系統(tǒng)中,現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)技術(shù)扮演者越來越重要的角色。

轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)

  通信確定性

  首先,以太網(wǎng)的通信速率從10M、100M到如今的1000M、10G,在數(shù)據(jù)吞吐量相同的情況下,通信速率的提高意味著網(wǎng)絡(luò)負荷的減輕和網(wǎng)絡(luò)傳輸延時的減小,也就意味著網(wǎng)絡(luò)碰撞機率大大下降。

  其次,采用星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),交換機將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個網(wǎng)段。以太網(wǎng)交換機由于具有數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)發(fā)的功能,使各端口之間輸入和輸出的數(shù)據(jù)幀能夠得到緩沖,不再會發(fā)生碰撞;同時交換機還可以對網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行包過濾,使每個網(wǎng)段內(nèi)節(jié)點之間數(shù)據(jù)的傳輸只限在本地網(wǎng)段內(nèi)進行,而不需經(jīng)過主干網(wǎng),也不占用其他網(wǎng)段的帶寬,從而降低了所有網(wǎng)段和主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)負荷。

  再次,全雙工通信又使得端口間兩對雙絞線(或兩根光纖)上分別同時接收和發(fā)送報文幀,也不會發(fā)生沖突。

  因此,采用交換式集線器和全雙工通信,可以使網(wǎng)絡(luò)上的沖突域已經(jīng)不復(fù)存在(全雙工通信),或碰撞機率大大降低(半雙工),并由此使以太網(wǎng)通信“確定性”和實時性得到大大提高。

  通信穩(wěn)定性與可靠性

  以太網(wǎng)進入工業(yè)控制領(lǐng)域的另一個主要問題是,它所用的接插件、集線器、中繼器、USB轉(zhuǎn)換器和電纜等均是為OA領(lǐng)域而設(shè)計的,抗干擾性能較差,不符合工業(yè)現(xiàn)場惡劣環(huán)境的要求,也不具備本安特性和向現(xiàn)場儀表供電的性能。

  隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,上述問題正在迅速得到解決。為了解決在不間斷的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,在極端條件下網(wǎng)絡(luò)也能穩(wěn)定地工作的問題。深圳市宇泰科技有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)出工業(yè)以太網(wǎng)交換機產(chǎn)品,提供交直流電壓輸入正反接保護功能,防止燒壞設(shè)備它的操作溫度可以達到-10度~60度,支持工業(yè)標準的卡扣式安裝和墻式安裝,高性能以太網(wǎng)交換機技術(shù),保證以太網(wǎng)通信速度。

  此外,在實際應(yīng)用中,主干網(wǎng)可采用光纖傳輸,現(xiàn)場設(shè)備的連接則可采用屏蔽雙絞線,對于重要的網(wǎng)段還可采用冗余網(wǎng)絡(luò)技術(shù),以可以提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力和可靠性。

  深圳市宇泰科技有限公司是國家級高新技術(shù)及深圳軟件認證企業(yè),致力于研發(fā)、生產(chǎn)接口轉(zhuǎn)換器、串口服務(wù)器、接口延長器、接口擴展器、隔離保護器、工業(yè)以太網(wǎng)交換機、視頻轉(zhuǎn)換、安防設(shè)備等產(chǎn)品,是國內(nèi)領(lǐng)先的工業(yè)通訊解決方案供應(yīng)商。

  公司產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)、信息智能化管理系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、軌道交通、安防系統(tǒng)等領(lǐng)域。

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