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从现场总线到工业以太网

已有102249次阅读2013-06-21标签:以太网 现场总线

    与传统的基于非以太网的工业解决方案相比,以太网技术具有更高的性能和优势。标准不止一个吗?二十年前,现场总线出现的时候就被问过同样的问题。


    二十多年前,刚开始发展的时候,有许多种不同的现场总线网络应用在工业自动化和过程控制中。经过长期的发展,出现了几个标准,分别专注于不同的细分市场。


    在不同类型的设备现场使用不同类型的网络,更具灵活性。由于组件的数量非常低, 控制和现场设备的总体成本仍然非常高,特别是在布线方面。


    在全球企业网络中,网络端口的安装数量超过5亿,以太网是主要的网络技术和业界标准。以太网具备广泛的使用性、开放性、高效性和性价比等特点,并且也容易安装、管理和维护,因此被广泛的使用。


    与传统的基于非以太网的工业解决方案相比,以太网技术具有更高的性能和优势。因为它是基于工业标准,可以运用在任何品牌下的具有以太网的设备连接。不过,在工业应用中,


    标准以太网具有以下缺点:


    "与其它设备网络例如CANopen和DeviceNet 相比,它似乎不能应用在最底层。


    "它容易受到抵触,没有固定的特性,因此无法满足过程控制的实时操作。


    "它不能有效的使用带宽。


    "以太网的开放性,容易产生安全问题。


    "标准电话类型连接器不满足工业设备的物理需求。


    尽管有这些缺点,但是工业以太网的优势还是超越了现场总线。


    "与英特网以及内联网属同质网络,是这两者的综合。


    "路由器和服务器强制IP寻址和TCP传输。


    "用更大的带宽和数据来满足智能工业设备之间的通讯。


    "对于特定的控制应用,可以采用更快的实时通讯和同步。


    "能够为远距离、更广泛的领域的设备建立连接及分配地址,这在大型工厂环境中至关重要。


    "简单的集成网络可应用在商业办公环境。


    "在线更新的软件,可以远程配置和错误处理。


    "巨大的市场使得以太网产品和组件更便宜,使用广泛并且测试全面。


    "能够使用标准的接入点、路由器、交换机、集线器、电缆和光纤。


    "自然连接"传感器到交换机"。


    以太网技术正在被多个现场总线标准组织接受和推广,包括PI、ODVA、CANopen,Modbus等组织。结合标准以太网使这些系统更可互操作的。


    缩小差异


    自动化和控制协议与标准以太网实现有明显的不同。不过,大部分控制系统制造商现在都把以太网网络的版本和更高高级的以太网相关协议合并在产品中。


    如今,"工业以太网"可以提供多种不同的专业版本。在快速增长的市场中,有超过20个不同的协议,每个都可提供满足不同的实时和成本需求。下面是一些应该比较广泛的版本:


    "Profinet:PI开发的工业以太网标准。PI宣称有超过200万台Profinet设备正在安装使用,2012年,Profinet工程师认证数量超过了Profibus。


    "EtherCAT:由倍福开发,提供实时性能,通过双绞线和光纤媒体支持多种拓扑结构。


    "Ethernet/IP:罗克韦尔自动化附属组织CI和ODVA支持。


    "Modbus TCP:允许广泛使用的Modbus协议运用于基于TCP/IP协议的标准以太网络。


    "以太网Powerlink:结合CANopen可以提供准确的实时性操作。


    标准不止一个吗?二十年前,现场总线出现的时候也被问过同样的问题。并行推广不同工业的以太网标准给最终用户带来了困惑。但是,曾经被认为局限于企业网络环境的解决方案,现今成为了可以满足工业环境独特需求的有力技术。

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