工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用說明
時(shí)間:2008-05-07 09:19:00來源:wangj
導(dǎo)語:?工業(yè)網(wǎng)絡(luò)從誕生發(fā)展到今天,以太網(wǎng)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)和PLC一樣普及。
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)從誕生發(fā)展到今天,以太網(wǎng)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)和PLC一樣普及。但人們對(duì)以太網(wǎng)的了解,卻仍然大多來自他們對(duì)傳統(tǒng)商業(yè)以太網(wǎng)的認(rèn)識(shí),對(duì)于以太網(wǎng)的掌握,往往局限于辦公自動(dòng)化商業(yè)以太網(wǎng)的實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。這導(dǎo)致了工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的實(shí)施被簡單化和商業(yè)化,工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)現(xiàn)場的意義沒有得到廣泛的認(rèn)可,工業(yè)以太網(wǎng)內(nèi)在的特殊功能也沒有得到有效利用。工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場實(shí)施的不徹底,使整個(gè)控制系統(tǒng)的性能得不到最大優(yōu)化。
那么選擇正確的工業(yè)以太網(wǎng)要考慮哪些因素?簡單的來說,其實(shí)不外乎從以太網(wǎng)通訊協(xié)議、電源、通信速率、工業(yè)環(huán)境、安裝方式、外殼對(duì)散熱的影響、簡單通信功能和通信管理功能、電口或光口等角度考慮。這些都是最基本需要了解的產(chǎn)品選擇因素。如果對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理有更高要求,則需要考慮所選擇產(chǎn)品的高級(jí)功能如:信號(hào)強(qiáng)弱、端口設(shè)置、出錯(cuò)報(bào)警、串口使用、主干(Trunking)冗余、環(huán)網(wǎng)冗余、服務(wù)質(zhì)量(QoS)、虛擬局域網(wǎng)(VLAN)、簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)、端口鏡像等等其他工業(yè)以太網(wǎng)管理交換機(jī)中可以提供的功能。不同的控制系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管理功能要求不同,自然對(duì)管理型交換機(jī)的使用也有不同要求??刂乒こ處焸儜?yīng)該根據(jù)其系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,挑選適合自己系統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品。
首先來看工業(yè)以太網(wǎng)存在的平臺(tái)。剛接觸工業(yè)以太網(wǎng)的工程師可能對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)和傳統(tǒng)的民用以太網(wǎng)在協(xié)議、通訊上的兼容性非常關(guān)心。這一點(diǎn)很容易理解,因?yàn)楝F(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用還是以電信、網(wǎng)通等民用運(yùn)營商提供的服務(wù)為主干。在這一前提下,工業(yè)以太網(wǎng)是否能無縫地接入民用網(wǎng)絡(luò)當(dāng)然就顯得十分重要。事實(shí)上,工業(yè)以太網(wǎng)從根本上理解就是以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域里的應(yīng)用,它的通訊采用的都是IEEE802.3系列的相關(guān)以太網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。從這個(gè)角度上講,工業(yè)以太網(wǎng)和民用以太網(wǎng)實(shí)際上系出同門,不論是數(shù)據(jù)的編碼方式,還是通訊采用的協(xié)議和手段都完全一致。從傳統(tǒng)的二層交換,三層交換,到快速交換和路由,工業(yè)交換機(jī)都能和其他廠商,包括民用設(shè)備制造商提供的設(shè)備完全兼容。
工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)在之所以被越來越多的得到人們的重視,原因大概可以從以下兩個(gè)方面展開。首先是設(shè)備的可靠性能。工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備的核心元器件都經(jīng)過特殊處理,這保證了它們可以在高溫、嚴(yán)寒、干燥、潮濕、粉塵、強(qiáng)電磁干擾等惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境里能夠提供比民用設(shè)備穩(wěn)定數(shù)倍的性能指標(biāo)。現(xiàn)場級(jí)的工業(yè)設(shè)備大多采用機(jī)殼散熱,避免了風(fēng)扇在設(shè)備中的運(yùn)轉(zhuǎn)所帶來的靜電吸附和風(fēng)扇本身的故障點(diǎn)。為了提供可靠的性能,工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備的電源,甚至主控等核心模塊都采用冗余配置。這樣,即使在極端情況下,設(shè)備出現(xiàn)短期故障,備份配件的可靠冗余也能保證網(wǎng)絡(luò)的傳輸不會(huì)中斷。
除去可靠性之外,工業(yè)以太網(wǎng)的另外一個(gè)魅力就是其強(qiáng)大的功能性。由于工業(yè)環(huán)境對(duì)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)可靠性能的超高要求,工業(yè)以太網(wǎng)的冗余功能應(yīng)運(yùn)而生。從環(huán)網(wǎng)冗余(supreme-ring)到主干冗余(Trunking),都有各自不同的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn),控制工程師們可以根據(jù)自己的要求進(jìn)行選擇。工業(yè)以太網(wǎng)特有的工業(yè)環(huán)網(wǎng)協(xié)議(supreme-ring)可以保證網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生故障時(shí)能于300ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全收斂,這比起民用以太網(wǎng)大多采用的STP協(xié)議要快幾百倍,比起RSTP協(xié)議也要快幾倍。正確應(yīng)用這種網(wǎng)絡(luò)的快速收斂能力可以在設(shè)備本身的強(qiáng)大性能基礎(chǔ)上,更進(jìn)一步地增加網(wǎng)絡(luò)的健壯性。
為了對(duì)工業(yè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的管理與監(jiān)控,工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備大多都支持遠(yuǎn)程管理,而且各廠商業(yè)都有各自的網(wǎng)絡(luò)管理軟件以提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行友好的圖形化界面操作。管理員還可以通過遠(yuǎn)程telnet或web界面的方式直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。完善的兼容性,可靠的穩(wěn)定性,對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性,強(qiáng)大的冗余能力和方便的可管理性是人們?cè)絹碓蕉嗟卦诰W(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中采用工業(yè)以太網(wǎng)的原因,而這也勢(shì)必成為工業(yè)以太網(wǎng)在越來越多的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里大顯身手的重要契機(jī)。
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