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未来工业以太网的应用及发展概况

2013-03-01 11:54
默菲
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  2007年12月,IEC出版了IEC61158现场总线第四版国际标准,包括EPA实时以太网在内的9种类型的工业以太网进入新版标准。它标志着工业以太网技术成为与现场总线技术并列的工业自动化控制系统网络通信解决方案。由于以太网技术标准开放性好,应用广泛,使用透明、统一的通讯协议,以太网将成为工业控制领域唯一的统一通信标准。工业以太网为机器与机器之间的数据通信提供了统一的网络平台,是未来物联网的重要网络基础。工业以太网与商业以太网都符合OSI模型,但针对工业控制实时性、高可靠性的要求,工业以太网在链路层、网络层增加了不同的功能模块,在物理层增加了电磁兼容性设计,解决了通信实时性、网络安全性、抗强电磁干扰等技术问题。目前工业以太网已逐步应用于电力、交通、冶金、煤炭、石油化工等工业领域中。作为新兴产业,全球工业以太网行业目前正处于产业发展的导入期,最近十年的增长速度远高于互联网和现场总线的增长速度。

  此外,工业以太网应用还有着下面一些问题需要我们注意:

  布线问题

  和所有网络一样,电缆的优劣直接影响工业以太网的优劣。而且除了高电磁干扰(EMI),工业环境中还经常有某种等级的温度、粉尘、湿度以及其他在家庭和办公环境中不常见的影响因素。

  所以,如何选择电缆?在办公室内,商业等级的电缆,例如5类电缆,比较适合于10MB的网络,而5e类电缆适合于100MB网络。根据ANSI/TIA-1005标准所述,6类电缆或者更好的电缆可以用于工业环境中的主机或者设备连接。6类电缆能够在100米的范围内实现1GB网络,55米范围内实现10GB网络。6e类电缆可以在100米范围内实现10GB网络。

  相比于5类电缆和5e类电缆,6类电缆不易受串扰和外部EMI噪声影响。工业以太网电缆的设计能够抵御更加严酷的工业环境对电缆的物理侵蚀。在安装6类电缆时,确保RJ45接口和插座也能够达到6类等级。最好的使用方法是,短距离布线时,使用预先做好的接插电缆,并在工厂内安装连接器。长距离布线时使用插座。

  电缆、屏蔽、接地回路

  一些应用场合需要做屏蔽,但是如果屏蔽电缆安装不当,那么会适得其反。

  当超出保护套管时,屏蔽以太网电缆在EMI环境中的性能更好。良好的接地是使用屏蔽电缆的关键。一个接地参考点是关键中的关键。多个接地连接会形成接地回路,不同接地连接处电势的不同会在电缆中引入噪声。

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