工业以太网已经在业自动化领域实际应用中渐成规模之势。而关于工业以太网和现场总线在未来发展中是彻底替代还是相互融合的争论到今天也没有停止过。然而,工业以太网能够实现现场总线所无法实现的一些功能已成不争之实。再加上用户对拥有一个开放式的通信网络的要求日益迫切,以太网依托IT行业成熟自如的应用经验,已经在工业领域占据越来越重要的位置。
从最初几年的概念性炒作,到如今呈迅猛发展的态势,工业以太网以每年超过50%的增长率渐为越来越多的用户所熟悉并应用。来自专业机构的调研表明,目前工业以太网的全球市场总量有望超过9亿美元。
目前,积极推进这一技术概念的包括基金会现场总线(2000年发布其工业以太网规范FF-HSE)、德国西门子公司(2001年发布其工业以太网规范PROFINET)、美国罗克韦尔自动化公司(2000年发布其工业以太网规范EtherNet/IP)和法国施耐德公司(1998年发布其工业以太网规范Mdebus TCP/IP)等。
如今,工业以太网已经开始在工业控制的各级网络出现,尤其是工厂自动化信息层和控制层,解决了不少由于现场总线相互不能兼容,所带来的不同控制器之间不能相互进行数据传输的通信难题。
那么,工业以太网到底有哪些优点呢?
从性能上来看,工业以太网具有相当高的数据传输速率(目前已达到l00Mb/s),能提供足够的带宽;与TCP/IP具有相同的通信协议,很容易集成;能在同一总线上运行不同的传输协议,从而能建立企业的公共网络平台或基础构架;在整个网络中,运用了交互式和开放的数据存取技术;市场上能提供广泛的设置、维护和诊断工具;允许使用不同的物理介质和构成不同的拓扑结构。
至于以太网存在的不确定性和实时性能欠佳的问题,已由于智能集线器的使用、主动切换功能的实现、优先权的引入以及双工的布线等,基本上得到了解决。通过提高数据传输速率,仔细地选择网络的拓扑结构及限制网络负载等,可将发生数据冲突的概率降到最低。
此外,工业以太网能够将生产线上所需要的信息在最需要的时间和地点进行传递,便于用户进行有效的控制。
在实际现场工程中,以太网技术还能够节省大量的劳动力和材料成本,因为它不需要安装那么多现场I/O模块机架,也节省了遍布各处的通信线缆。
通过工业以太网,以前许多需要复杂的现场总线连接才能达到或者现场总线所达不到的功能也变得更简单。
比如通过无线技术,将工厂的多台设备进行以太网连接,这样,技术人员只需要一块安装在移动电脑或手持设备上的无线以太网网卡,就可以自由漫游到设备的任何地方,对设备进行操作、测试,甚至是维修。当然,工厂现场的无线访问接入点是保持无线网络连接的必要条件。
此外,工业以太网在技术上与商用以太网是兼容的。在商业领域中成熟运用的实时空战技术、无线技术、虚拟局域网技术、全双工通信、信息级控制、流量控制等以太网技术手段同样被用到了工业以太网中,这不仅大大节省了对工业以太网的技术摸索时间。也使得工业以太网延伸到了运动控制领域,进入到了工厂级、现场设备级,并随着通信技术的迅速发展,得以进一步延伸。
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