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自动化环境下的工业以太网技术发展

导读: 工业自动化控制系统网络结构发展越来越分散化,同时系统越来越复杂,内部连接越来越高速化、紧密化,更多的是系统细分成为独立控制孤岛,对驱动器和用户接口需求越来越多。

  以太网技术是一种高速局域网技术。目前,它在工业上的应用非常广泛,通过高速的局域网络把工业生产的各个环节及生产设备全部联接起来,进而实现工业生产的自动化控制,而局域网网络则又在一定程度保证了工业生产中的网络安全性。

  工业以太网的技术基础及应用方式多是基于商用以太网发展而来的,在全球主导的有线网络将数据传输技术的基础上,根据工业领域的特点要求,采用以太网通信协议作为基本技术发展而生。工业以太网市场需求十分广泛,无论是新建一条现代化的制造生产线,还是对旧有设备的改造,都会大量使用工业以太网。工业以太网的市场增长率也始终居高不下,据有关统计,每年新增工业网络接口数量都将会是前一年的一倍左右。而随着工业以太网技术延展而带动的PLCDCS及PC_Based等控制类产品的市场容量,更是难以计算。

  工业自动化控制系统网络结构发展越来越分散化,同时系统越来越复杂,内部连接越来越高速化、紧密化,更多的是系统细分成为独立控制孤岛,对驱动器和用户接口需求越来越多。而无论如何传统PLC技术无法满足该要求,现场总线技术也不能提供相关性能。只有通过网络技术来解决,而在所有网络技术中,以太网技术是最理想的选择。

  目前以太网还只适合于工业控制网络系统的信息层应用。以太网是Byte级网络,只能部分代替现场总线作用,而将以太网用于现场I/O级,这是目前工控领域研究的热点之一。

  未来,基于以太网的控制网络所具有的上述优点是目前现场总线技术所无法比拟的。另外,随着宽带以太网与交换式以太网技术的发展,以太网作为控制网络在控制实时性方面的问题正在逐步得以解决。虽然以太网采用的是带碰撞检测的载波侦听多路访问协议(CSMA/CD),一般认为该协议不能满足控制系统实时性要求,但100Mb/s以太网已开始广泛应用,千兆以太网产品也已出现;而且以太网交换技术的出现,通过全双工交换技术,可完全避免CSMA/CD中的碰撞;还可方便实现优先级机制,实现网络带宽的最大利用率和最好实现性能。

  所以,未来工业控制系统的发展方向必然是通过工业Ethernet网络实现互连,最后连接到Internet。

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