工業(yè)以太網(wǎng)在自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用
時(shí)間:2007-09-28 09:42:00來(lái)源:fenghy
導(dǎo)語(yǔ):?工業(yè)以太網(wǎng)是應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù)
1、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
工業(yè)以太網(wǎng)是應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的以太網(wǎng)技術(shù),在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)(即IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn))兼容。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強(qiáng)度、適用性以及實(shí)時(shí)性、可互操作性、可靠性、抗干擾性、本質(zhì)安全性等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的需要。
EtherNet過(guò)去被認(rèn)為是一種“非確定性”的網(wǎng)絡(luò),作為信息技術(shù)的基礎(chǔ),是為IT領(lǐng)域應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的,在工業(yè)控制領(lǐng)域只能得到有限應(yīng)用,這是由于:(1)EtherNet的介質(zhì)訪問(wèn)控制(MAC)層協(xié)議采用帶碰撞檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多址訪問(wèn)(CSMA/CD)方式,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較重時(shí),網(wǎng)絡(luò)的確定性不能滿足工業(yè)控制的實(shí)時(shí)性要求;(2)EtherNet所用的接插件、集線器、交換機(jī)和電纜等是為辦公室應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,不符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境要求;(3)在工廠環(huán)境中,EtherNet抗干擾(EMI)性能較差,若用于危險(xiǎn)場(chǎng)合,以太網(wǎng)不具備本質(zhì)安全性能;(4)EtherNet不能通過(guò)信號(hào)線向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電問(wèn)題。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與普及推廣,EtherNet傳輸速率的提高和EtherNet交換技術(shù)的發(fā)展,上述問(wèn)題在工業(yè)以太網(wǎng)中正在迅速得到解決,并使EtherNet全面應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域成為可能。目前工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)通信確定性與實(shí)時(shí)性工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不同于普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)在于它必須滿足控制作用對(duì)實(shí)時(shí)性的要求,即信號(hào)傳輸要足夠快和滿足信號(hào)的確定性。實(shí)時(shí)控制往往要求對(duì)某些變量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定時(shí)刷新。由于EtherNet采用CSMA/CD方式,網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較大時(shí),網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性不能滿足工業(yè)控制的實(shí)時(shí)要求,故傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)難以滿足控制系統(tǒng)要求準(zhǔn)確定時(shí)通信的實(shí)時(shí)性要求,一直被視為“非確定性”的網(wǎng)絡(luò)。
然而,快速以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,給解決以太網(wǎng)的非確定性問(wèn)題帶來(lái)了新的契機(jī),使這一應(yīng)用成為可能。首先,EtherNet的通信速率從10M、100M增大到如今的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(fù)荷的減輕和網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的減小,即網(wǎng)絡(luò)碰撞機(jī)率大大下降。其次,采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)網(wǎng)段。EtherNet交換機(jī)由于具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、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,不再發(fā)生碰撞;同時(shí)交換機(jī)還可對(duì)網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾,使每個(gè)網(wǎng)段內(nèi)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)的傳輸只限在本地網(wǎng)段內(nèi)進(jìn)行,而不需經(jīng)過(guò)主干網(wǎng),也不占用其它網(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(fù)荷。再次,全雙工通信又使得端口間兩對(duì)雙絞線(或兩根光纖)上分別同時(shí)接收和發(fā)送報(bào)文幀,也不會(huì)發(fā)生沖突。因此,采用交換式集線器和全雙工通信,可使網(wǎng)絡(luò)上的沖突域不復(fù)存在(全雙工通信),或碰撞機(jī)率大大降低(半雙工),因此使EtherNet通信確定性和實(shí)時(shí)性大大提高。(二)穩(wěn)定性與可靠性傳統(tǒng)的EtherNet并不是為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,沒(méi)有考慮工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性需要。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械、氣候、塵埃等條件非常惡劣,因此對(duì)設(shè)備的工業(yè)可靠性提出了更高的要求。在工廠環(huán)境中,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)必須具備較好的可靠性、可恢復(fù)性及可維護(hù)性。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)定工作的問(wèn)題,德國(guó)Hirschmann、美國(guó)卓越TSC等公司專門(mén)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)了工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)等產(chǎn)品,安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上,并有冗余電源供電。
(三)安全性工業(yè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全是工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用必須考慮的另一個(gè)安全性問(wèn)題。工業(yè)以太網(wǎng)可以將企業(yè)傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),即信息管理層、過(guò)程監(jiān)控層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層,合成一體,使數(shù)據(jù)的傳輸速率更快、實(shí)時(shí)性更高,并可與Internet無(wú)縫集成,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享,提高工廠的運(yùn)作效率。但同時(shí)也引人了一系列的網(wǎng)絡(luò)安全向題,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)受到包括病毒感染、黑客的非法入侵與非法操作等網(wǎng)絡(luò)安全威脅。一般情況下,可以采用網(wǎng)關(guān)或防火墻等對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離,還可以通過(guò)權(quán)限控制、數(shù)據(jù)加密等多種安全機(jī)制加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全管理。
(四)總線供電問(wèn)題總線供電(或稱總線饋電)是指連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的線纜不僅傳輸數(shù)據(jù)信號(hào),還能給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供工作電源。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電可以采取以下方法:
(1)在目前以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)匦薷奈锢韺拥募夹g(shù)規(guī)范,將以太網(wǎng)的曼徹斯特信號(hào)調(diào)制到一個(gè)直流或低頻交流電源上,在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備端再將這兩路信號(hào)分離開(kāi)來(lái)。
(2)不改變目前物理層的結(jié)構(gòu),而通過(guò)連接電纜中的空閑線纜為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供電源。
2、工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)
(一)應(yīng)用廣泛
以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),幾乎所有的編程語(yǔ)言如VisualC++、Java、VisualBasic等都支持以太網(wǎng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
(二)通信速率高目前,10、100Mb/s的快速以太網(wǎng)已開(kāi)始廣泛應(yīng)用,1Gb/s以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟,而傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線最高速率只有12Mb/s。顯然,以太網(wǎng)的速率要比傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線要快的多,完全可以滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不斷增長(zhǎng)的帶寬要求。
(三)成本低廉
以太網(wǎng)網(wǎng)卡的價(jià)格較之現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)卡要便宜得多(約為1/10);另外,以太網(wǎng)已經(jīng)應(yīng)用多年,人們對(duì)以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用等方面有很多經(jīng)驗(yàn),具有相當(dāng)成熟的技術(shù)。大量的軟件資源和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)可以顯著降低系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和培訓(xùn)費(fèi)用,降低系統(tǒng)的整體成本,并大大加快系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和推廣速度。
(四)資源共享能力強(qiáng)
隨著Internet/Intranet的發(fā)展,以太網(wǎng)已滲透到各個(gè)角落,網(wǎng)絡(luò)上的用戶已解除了資源地理位置上的束縛,在聯(lián)人互聯(lián)網(wǎng)的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上就能瀏覽工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)“控管一體化”,這是其他任何一種現(xiàn)場(chǎng)總線都無(wú)法比擬的。
(五)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ笠蕴W(wǎng)的引人將為控制系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展提供可能性,用戶在技術(shù)升級(jí)方面無(wú)需獨(dú)自的研究投入,對(duì)于這一點(diǎn),任何現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)都是無(wú)法比擬的。同時(shí),機(jī)器人技術(shù)、智能技術(shù)的發(fā)展都要求通信網(wǎng)絡(luò)具有更高的帶寬和性能,通信協(xié)議有更高的靈活性,這些要求以太網(wǎng)都能很好地滿足。
3、工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域應(yīng)用
現(xiàn)狀工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線相比,它能提供一個(gè)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn),是企業(yè)從現(xiàn)場(chǎng)控制到管理層實(shí)現(xiàn)全面的無(wú)縫的信息集成,解決了由于協(xié)議上的不同導(dǎo)致的“自動(dòng)化孤島”問(wèn)題,但從目前的發(fā)展看,工業(yè)以太網(wǎng)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾種形式。
(一)混合EtherNet/Fieldbus的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的一種典型的集成形式。
以太網(wǎng)正在逐步向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)深入發(fā)展,并盡可能的和其他網(wǎng)絡(luò)形式走向融合,但以太網(wǎng)和TCP/IP原本不是面向控制領(lǐng)域的,在體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議規(guī)則、物理介質(zhì)、數(shù)據(jù)、軟件、實(shí)驗(yàn)環(huán)境等諸多方面并不成熟,而現(xiàn)場(chǎng)總線能完全滿足現(xiàn)代企業(yè)對(duì)底層控制網(wǎng)絡(luò)的基本要求,實(shí)現(xiàn)真正的全分布式系統(tǒng)。因此,在企業(yè)信息層采用以太網(wǎng),而在底層設(shè)備級(jí)采用現(xiàn)場(chǎng)總線,通過(guò)通信控制器實(shí)現(xiàn)兩者的信息交換。
(二)基于Web的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)
嵌人式以太網(wǎng)是最近網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用熱點(diǎn),就是通過(guò)Internet使所有連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備彼此互通,從計(jì)算機(jī)、PDA、通信設(shè)備到儀器儀表、家用電器等。在企業(yè)內(nèi)部,可以利用企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò),進(jìn)行工廠實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的發(fā)布和顯示,管理者通過(guò)Web瀏覽器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工況進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程設(shè)備調(diào)試和遠(yuǎn)程設(shè)備故障診斷和處理。實(shí)現(xiàn)的最簡(jiǎn)單辦法就是采用獨(dú)立的以太網(wǎng)控制器,連接具有TCP/IP界面的控制主機(jī)以及具有RS-232或RS-4.85接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。以太網(wǎng)控制器在這里扮演了通用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)各類設(shè)備之間的一個(gè)橋梁。
4、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與前景
由于以太網(wǎng)具有應(yīng)用廣泛、價(jià)格低廉、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應(yīng)用支持技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn),目前它已經(jīng)在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的資源管理層、執(zhí)行制造層得到了廣泛應(yīng)用,并呈現(xiàn)向下延伸直接應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的趨勢(shì)。從目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展來(lái)看,目前工業(yè)以太網(wǎng)在制造執(zhí)行層已得到廣泛應(yīng)用,并成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。未來(lái)工業(yè)以太網(wǎng)將在工業(yè)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的互連和信息集成中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用??偟膩?lái)說(shuō),工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(一)工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的研究還只是近幾年才引起國(guó)內(nèi)外工控專家的關(guān)注。而現(xiàn)場(chǎng)總線經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展,在技術(shù)上日漸成熟,在市場(chǎng)上也開(kāi)始了全面推廣,并且形成了一定的市場(chǎng)。就目前而言,全面代替現(xiàn)場(chǎng)總線還存在一些問(wèn)題,需要進(jìn)一步深入研究基于工業(yè)以太網(wǎng)的全新控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),開(kāi)發(fā)出基于工業(yè)以太網(wǎng)的系列產(chǎn)品。因此,近一段時(shí)間內(nèi),工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展將與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合,具體表現(xiàn)在:
(1)物理介質(zhì)采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)連線,如雙絞線、光纖等;
(2)使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)連接設(shè)備(如交換機(jī)等),在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī);
(3)采用IEEE802.3物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)、TCP/IP協(xié)議組;
(4)應(yīng)用層(甚至是用戶層)采用現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用層、用戶層協(xié)議;
(5)兼容現(xiàn)有成熟的傳統(tǒng)控制系統(tǒng),如DCS、PLC等;
(二)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信已成大勢(shì)所趨
隨著以太網(wǎng)通信速率的提高、全雙工通信、交換技術(shù)的發(fā)展,為以太網(wǎng)的通信確定性的解決提供了技術(shù)基礎(chǔ),從而消除了以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的主要障礙,為以太網(wǎng)直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信提供了技術(shù)可能。為此,國(guó)際電工委員會(huì)IEC正著手起草實(shí)時(shí)以太網(wǎng)(Real-timeEtherNetRTE)標(biāo)準(zhǔn),旨在推動(dòng)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的全面應(yīng)用。針對(duì)這種形勢(shì),以浙江大學(xué)、浙大中控、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、重慶郵電學(xué)院等單位,在國(guó)家“863”計(jì)劃的支持下,開(kāi)展了EPA(EtherNetforPlantAutomation)技術(shù)的研究,重點(diǎn)是研究以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù),通過(guò)研究和攻關(guān),取得了以下成果:
(1)以太網(wǎng)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù)獲得重大突破。
針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)信息短、周期性較強(qiáng)等特點(diǎn)和要求,經(jīng)過(guò)認(rèn)真細(xì)致的調(diào)研和分析,采用以下技術(shù)基本解決了以太網(wǎng)應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信的關(guān)鍵技術(shù):
①實(shí)時(shí)通信技術(shù)其中采用以太網(wǎng)交換技術(shù)、全雙工通信、流量控制等技術(shù),以及確定性數(shù)據(jù)通信調(diào)度控制策略、簡(jiǎn)化通信棧軟件層次、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)微網(wǎng)段化等針對(duì)工業(yè)過(guò)程控制的通信實(shí)時(shí)性措施,解決了以太網(wǎng)通信的實(shí)時(shí)性。
②總線供電技術(shù)采用直流電源耦合、電源冗余管理等技術(shù),設(shè)計(jì)了能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)供電或總線供電的以太網(wǎng)集線器,解決了以太網(wǎng)總線的供電問(wèn)題。
③遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)采用網(wǎng)絡(luò)分層、控制區(qū)域微網(wǎng)段化、網(wǎng)絡(luò)超小時(shí)滯中繼以及光纖等技術(shù)解決以太網(wǎng)的遠(yuǎn)距離傳輸問(wèn)題。
④網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
采用控制區(qū)域微網(wǎng)段化,各控制區(qū)域通過(guò)具有網(wǎng)絡(luò)隔離和安全過(guò)濾的現(xiàn)場(chǎng)控制器與系統(tǒng)主干相連,實(shí)現(xiàn)各控制區(qū)域與其他區(qū)域之間的邏輯上的網(wǎng)絡(luò)隔離。
⑤可靠性技術(shù)
采用分散結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、EMC設(shè)計(jì)、冗余、自診斷等可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)等,提高基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可靠性,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室EMC測(cè)試,設(shè)備可靠性符合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制要求。
(2)起草了EPA國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間通信為目標(biāo),以工業(yè)控制工程師(包括開(kāi)發(fā)和應(yīng)用)為使用對(duì)象,基于以太網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙技術(shù)+TCP/IP協(xié)議,起草了“用于工業(yè)測(cè)量與控制系統(tǒng)的EPA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和通信標(biāo)準(zhǔn)”(草案),并通過(guò)了由TC124組織的技術(shù)評(píng)審。
(3)開(kāi)發(fā)基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制設(shè)備及相關(guān)軟件原型樣機(jī),并在化工生產(chǎn)裝置上成功應(yīng)用。針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制應(yīng)用的特點(diǎn),通過(guò)采用軟、硬件抗干擾、EMC設(shè)計(jì)措施,開(kāi)發(fā)出了基于以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備,主要包括:基于以太網(wǎng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信模塊、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)采集器、軟PLC等成果等。在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的基于EPA的分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在杭州某化工廠的聯(lián)堿碳化裝置上成功應(yīng)用,該系統(tǒng)自2003年4月投運(yùn)一直穩(wěn)定運(yùn)行至今。
(4)北京合成網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司為使國(guó)內(nèi)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)迅速與國(guó)際水平接軌,斥資推出了“工業(yè)以太網(wǎng)工程師認(rèn)證(IEEC)”課程,并相繼推出提高班課程,供國(guó)內(nèi)廣大工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的工程師及工程管理人員學(xué)習(xí)提高。
(三)發(fā)展前景據(jù)美國(guó)權(quán)威調(diào)查機(jī)構(gòu)ARC(AutomationResearchCompany)報(bào)告指出,今后EtherNet不僅繼續(xù)壟斷商業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信和工業(yè)控制系統(tǒng)的上層網(wǎng)絡(luò)通信市場(chǎng),也必將領(lǐng)導(dǎo)未來(lái)現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展,EtherNet和TCP/IP將成為器件總線和現(xiàn)場(chǎng)總線的基礎(chǔ)協(xié)議。美國(guó)VDC(VentureDevelopmentCorp.)調(diào)查報(bào)告也指出,EtherNet在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛,市場(chǎng)占有率的增長(zhǎng)也越來(lái)越快,將從2000年的11%增加到2005年的23%。
由于以太網(wǎng)有“一網(wǎng)到底”的美譽(yù),即它可以一直延伸到企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層,所以被人們普遍認(rèn)為是未來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)的最佳解決方案,工業(yè)以太網(wǎng)已成為現(xiàn)場(chǎng)總線中的主流技術(shù)。
目前,在國(guó)際上有多個(gè)組織從事工業(yè)以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作,2001年9月,我國(guó)科技部發(fā)布了基于高速以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備研究項(xiàng)目,其目標(biāo)是:攻克應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的高速以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),其中包括解決以太網(wǎng)通信的實(shí)時(shí)性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質(zhì)安全等問(wèn)題,同時(shí)研究開(kāi)發(fā)相關(guān)高速以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件。
5、總結(jié)
以太網(wǎng)有“E網(wǎng)到底”的美譽(yù),即它可以一直延伸到企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層,被人們認(rèn)為是未來(lái)控制網(wǎng)絡(luò)的最佳解決方案。雖然就目前的應(yīng)用而言,工業(yè)以太網(wǎng)還不適合所有的工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備,并不能全面地應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域,且由于各大生產(chǎn)廠商的應(yīng)用層協(xié)議的不同,給工業(yè)以太網(wǎng)全面應(yīng)用帶來(lái)一定的影響,但是以太網(wǎng)在進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域的過(guò)程中將逐步成熟,并具有巨大的發(fā)展?jié)摿头浅V闊的前景,其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嗟氐玫綌U(kuò)展,而且應(yīng)用廣度和深度也將繼續(xù)擴(kuò)大。此外,工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展,為解決工業(yè)應(yīng)用中的實(shí)時(shí)性問(wèn)題提供了多種手段,而且解決問(wèn)題的方案也不是唯一的,只要遵循基本原理,針對(duì)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的具體實(shí)際情況,其實(shí)這些問(wèn)題都是可以解決的
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