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工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)具有價(jià)格低廉、穩定可靠、通信速率高、軟硬件產(chǎn)品豐富、應用廣泛以及支持技術(shù)成熟等優(yōu)點(diǎn)，已成為最受歡迎的通信網(wǎng)絡(luò )之一。

近些年來(lái),隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)進(jìn)入了控制領(lǐng)域，形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。這主要是由于工業(yè)自動(dòng)化系統向分布化、智能化控制方面發(fā)展,開(kāi)放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求。

以太網(wǎng)技術(shù)引入工業(yè)控制領(lǐng)域，其技術(shù)優(yōu)勢非常明顯。

工業(yè)以太網(wǎng)制造現在信息的強大性跟控制的快捷性，能夠實(shí)現快速的串聯(lián)跟控制，為現代工業(yè)制造實(shí)現真正意義上的“E網(wǎng)到底”奠定了良好的基礎。

工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)被業(yè)內認為是未來(lái)控制網(wǎng)絡(luò )的最佳解決方案，也是當前現場(chǎng)總線(xiàn)中的主流技術(shù)。工業(yè)化的新翹楚就由此誕生。

評估工業(yè)以太網(wǎng)設計標準或依據，大概來(lái)分應該就是以下四點(diǎn)：

(一)通信確定性與實(shí)時(shí)性

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )不同于普通數據網(wǎng)絡(luò )的最大特點(diǎn)在于它必須滿(mǎn)足控制作用對實(shí)時(shí)性的要求，即信號傳輸要足夠快和滿(mǎn)足信號的確定性。實(shí)時(shí)控制往往要求對某些變量的數據準確定時(shí)刷新。由于以太網(wǎng)采用CSMA/CD方式，網(wǎng)絡(luò )負荷較大時(shí)，網(wǎng)絡(luò )傳輸的不確定性不能滿(mǎn)足工業(yè)控制的實(shí)時(shí)要求，故傳統以太網(wǎng)技術(shù)難 以滿(mǎn)足控制系統要求準確定時(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 )。

工業(yè)以太網(wǎng)采取了以下措施使得該問(wèn)題基本得到解決：

采用快速以太網(wǎng)加大網(wǎng)絡(luò )帶寬

以太網(wǎng)的通信速率從10、100Mb/s增大到如今的1、10Gb/s。在數據吞吐量相同的情況下，通信速率的提高意味著(zhù)網(wǎng)絡(luò )負荷的減輕和網(wǎng)絡(luò )傳輸延時(shí)的減小，即網(wǎng)絡(luò )碰撞機率大大下降，從而提高其實(shí)時(shí)性。

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(xiàn)型CSMA/CD技術(shù)，避免了由于多個(gè)站點(diǎn)共享并競爭信道導致發(fā)生的碰撞，減少了信道帶寬的浪費，同時(shí)還可以實(shí)現全雙工通信，提高信道的利用率。

降低網(wǎng)絡(luò )負載

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )與商業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )不同，每個(gè)結點(diǎn)傳送的實(shí)時(shí)數據量很少，一般為幾個(gè)位或幾個(gè)字節，而且突發(fā)性的大量數據傳輸也很少發(fā)生，因此可以通過(guò)限制網(wǎng)段站點(diǎn)數目，降低網(wǎng)絡(luò )流量，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò )傳輸的實(shí)時(shí)性。

應用報文優(yōu)先級技術(shù)

在智能交換機或集線(xiàn)器中，通過(guò)設計報文的優(yōu)先級來(lái)提高傳輸的實(shí)時(shí)性。

(二)安全性

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

在目前技術(shù)條件下，對以太網(wǎng)系統采用隔爆、防爆的措施比較可行，即通過(guò)對以太網(wǎng)現場(chǎng)設備采取增安、氣密、澆封等隔爆措施，使現場(chǎng)設備本身的故 障產(chǎn)生的點(diǎn)火能量不外泄，以保證系統運行的安全性。對于沒(méi)有嚴格的本安要求的非危險場(chǎng)合，則可以不考慮復雜的防爆措施。

工業(yè)系統的網(wǎng)絡(luò )安全是工業(yè)以太網(wǎng)應用必須考慮的另一個(gè)安全性問(wèn)題。工業(yè)以太網(wǎng)可以將企業(yè)傳統的三層網(wǎng)絡(luò )系統，即信息管理層、過(guò)程監控層、現場(chǎng)設備層，合成一體，使數據的傳輸速率更快、實(shí)時(shí)性更高，并可與Internet無(wú)縫集成，實(shí)現數據的共享，提高工廠(chǎng)的運作效率。

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。

一般情況下，可以采用網(wǎng)關(guān)或防火墻等對工業(yè)網(wǎng)絡(luò )與外部網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行隔離，還可以通過(guò)權限控制、數據加密等多種安全機制加強網(wǎng)絡(luò )的安全管理。

(三)穩定性與可靠性

傳統的以太網(wǎng)并不是為工業(yè)應用而設計的，沒(méi)有考慮工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境的適應性需要。由于工業(yè)現場(chǎng)的機械、氣候、塵埃等條件非常惡劣控制工程網(wǎng)版權所有，因此對設備的工業(yè)可靠性提出了更高的要求。在工廠(chǎng)環(huán)境中，工業(yè)網(wǎng)絡(luò )必須具備較好的可靠性、可恢復性及可維護性。

為了解決在不間斷的工業(yè)應用領(lǐng)域，在極端條件下網(wǎng)絡(luò )也能穩定工作的問(wèn)題，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)了導軌式集線(xiàn)器、交換機產(chǎn)品，安裝在標準DIN導軌上，并有冗余電源供電，接插件采用牢固的DB-9結構。

此外，在實(shí)際應用中，主干網(wǎng)可采用光纖傳輸，現場(chǎng)設備的連接則可采用屏蔽雙絞線(xiàn)，對于重要的網(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。

(四)總線(xiàn)供電問(wèn)題

總線(xiàn)供電(或稱(chēng)總線(xiàn)饋電)是指連接到現場(chǎng)設備的線(xiàn)纜不僅傳輸數據信號，還能給現場(chǎng)設備提供工作電源。對于現場(chǎng)設備供電可以采取以下方法：

在目前以太網(wǎng)標準的基礎上適當地修改物理層的技術(shù)規范，將以太網(wǎng)的曼徹斯特信號調制到一個(gè)直流或低頻交流電源上，在現場(chǎng)設備端再將這兩路信號分離開(kāi)來(lái)。

不改變目前物理層的結構，而通過(guò)連接電纜中的空閑線(xiàn)纜為現場(chǎng)設備提供電源。