時(shí)間猶如白駒過(guò)隙，轉(zhuǎn)眼在工控行業(yè)做銷(xiāo)售有7個(gè)年頭。在大家心中一直會(huì)認(rèn)為對(duì)技術(shù)問(wèn)題，研發(fā)的同事可能會(huì)更加專(zhuān)業(yè)，對(duì)這一點(diǎn)毋庸置疑，我想說(shuō)對(duì)于技術(shù)應(yīng)用我們做銷(xiāo)售的可能沒(méi)有工程師專(zhuān)業(yè)但我可能會(huì)更加關(guān)心，因?yàn)槲覀冋驹趹?zhàn)場(chǎng)的最前線，產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)關(guān)乎產(chǎn)品的生死，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展深深地改變了我們，特別是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展讓一切都變的簡(jiǎn)單，今天我就通過(guò)我們億維的新媒體平臺(tái)把我對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用特點(diǎn)整理分享給大家。

眾所周知，在企業(yè)信息系統(tǒng)中，傳統(tǒng)以太網(wǎng)已經(jīng)成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，而工業(yè)實(shí)時(shí)控制是傳統(tǒng)以太網(wǎng)的延伸，它幫助用戶構(gòu)建更加開(kāi)放集成的工業(yè)自動(dòng)化和信息化網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和通用工業(yè)協(xié)議的結(jié)合。那么工業(yè)以太網(wǎng)又是如何設(shè)計(jì)并滿足工業(yè)自動(dòng)化條件的呢？

(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。

1、采用快速以太網(wǎng)加大網(wǎng)絡(luò)帶寬。

Ether-net的通信速率從10、100 Mb/s增大到如今的1、10Gb/s。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，從而提高其實(shí)時(shí)性。

2、采用全雙工交換式以太網(wǎng)。

用交換技術(shù)替代原有的總線型CSMA/CD技術(shù)，避免了由于多個(gè)站點(diǎn)共享并競(jìng)爭(zhēng)信道導(dǎo)致發(fā)生的碰撞，減少了信道帶寬的浪費(fèi)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信，提高信道的利用率。

3、降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與商業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不同，每個(gè)結(jié)點(diǎn)傳送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)量很少，一般為幾個(gè)位或幾個(gè)字節(jié)，而且突發(fā)性的大量數(shù)據(jù)傳輸也很少發(fā)生，因此可以通過(guò)限制網(wǎng)段站點(diǎn)數(shù)目，降低網(wǎng)絡(luò)流量，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

4、應(yīng)用報(bào)文優(yōu)先級(jí)技術(shù)。

在智能交換機(jī)或集線器中，通過(guò)設(shè)計(jì)分類(lèi)報(bào)文的優(yōu)先級(jí)和QOS來(lái)提高傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。

（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，可以采用導(dǎo)軌式交換機(jī)產(chǎn)品，安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上，并有冗余電源供電，接插件采用牢固的DB-9 結(jié)構(gòu)。

此外，在實(shí)際應(yīng)用中，主干網(wǎng)可采用光纖傳輸，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接則可采用屏蔽雙絞線，對(duì)于重要的網(wǎng)段還可采用冗余網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以此提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力和可靠性。

（三）安全性

在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，很多現(xiàn)場(chǎng)不可避免地存在易燃、易爆或有毒氣體等，對(duì)應(yīng)用于這些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能裝置以及通信設(shè)備，都必須采取一定的防爆技術(shù)措施來(lái)保證工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)。

在目前技術(shù)條件下，對(duì)以太網(wǎng)系統(tǒng)采用隔爆、防爆的措施比較可行，即通過(guò)對(duì)Ethernet現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采取增安、氣密、澆封等隔爆措施，使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本身的故障產(chǎn)生的點(diǎn)火能量不外泄，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。對(duì)于沒(méi)有嚴(yán)格的本安要求的非危險(xiǎn)場(chǎng)合，則可以不考慮復(fù)雜的防爆措施。

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。（今天的轉(zhuǎn)發(fā)暗號(hào)是：億維公司使命：以科技提高人類(lèi)勞動(dòng)生產(chǎn)力）

工業(yè)以太網(wǎng)在協(xié)議里都引入了safety協(xié)議的概念，可以避免黑客對(duì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽(tīng)和盜取以及信息的篡改，同時(shí)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(POE)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。

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