工业以太网在自动化系统中的应用
发布日期:
2021-11-25

工业以太网在自动化系统的应用?首先什么是工业以太网。一般来讲是指技术上与商用以太网(即IEEE802.3标准)兼容,但在产品设计时,在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场要求。
  
工业以太网在自动化系统的应用

1、稳定性和可靠性

以太网进入工艺控制领域的另一个主要问题是,它所用的接插件、集线器、交换机和电缆等均是为商业领域设计的,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,因而需要针对较恶劣的工业现场环境(如冗余直流电源输入、高温、低温、防尘等)来设计工业以太网。

随着网络技术的发展。上述问题正在迅速得到解决。为了解决在不间断的工业领域应用,在极端条件下网络也能稳定工作的问题,美国 Synergetic微系统公司和德国Hirschmann、JetterAG等公司专门开发和生产了机架导轨式集线器、交换机产品,安装在标准DIN导轨上,并由冗余电源供电,接插件采用牢固的DB29结构。现在已经出现了特别设计用于连接工业应用中具有以太网络接口的工业设备(如PLC、HMI、DCS系统等)。

2、实时性和确定性

随着快速以太网与交换式以太网技术的发展,给解决以太网的非确定性问题带来了新的锲机,使这一应用成为可能。首先,以太网的通信速率从10M、100M 增大到如今的1000M、10G,在数据吞吐景相同的情况下,通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小,即网络碰撞几率大大下降。其次。采用星型网络拓扑结构代替总线型结构,交换机将网络划分为若干个网段。以太网交换机由于具有数据存储、转发的功能,使各端口之间输入和输出的数据帧能够得到缓冲,不再发生碰撞;同时交换机还可以对网络上传输的数据进行过滤,使各个网段内节点问数据的传输只限在本地网段内进行,而不需经过主干网,也不占用其他网段的带宽,从而降低了所有网段和主干网的网络负荷。

再次,全双工通信又使得端口间两对双绞线(或两根光纤)上分别同时接收和发送报文帧,也不会发生冲突。因此,采用交换式集线器和全双工通信,同时网络上的冲突域不复存在(全双工通信),或碰撞几率大大降低(半双工),因此,以太网通信确定性和实对性大大提高。

在实际应用中,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以采用冗余网络技术,以此提高网络的抗干扰能力和可靠性。

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