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工業(yè)以太網(wǎng)在自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用
工業(yè)以太網(wǎng)在自動化系統(tǒng)的特點?那么什么是工業(yè)以太網(wǎng)。一般來講是指技術(shù)上與商用以太網(wǎng)(即IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn))兼容，但在產(chǎn)品設(shè)計時，在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質(zhì)安全等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場要求。
工業(yè)以太網(wǎng)在自動化系統(tǒng)的特點
1、穩(wěn)定性和可靠性
以太網(wǎng)進入工藝控制領(lǐng)域的另一個主要問題是，它所用的接插件、集線器、交換機和電纜等均是為商業(yè)領(lǐng)域設(shè)計的，商用網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品不能應(yīng)用在有較高可靠性要求的惡劣工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中，因而需要針對較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境(如冗余直流電源輸入、高溫、低溫、防塵等)來設(shè)計工業(yè)以太網(wǎng)。
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。上述問題正在迅速得到解決。為了解決在不間斷的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，在極端條件下網(wǎng)絡(luò)也能穩(wěn)定工作的問題，美國 Synergetic微系統(tǒng)公司和德國Hirschmann、JetterAG等公司專門開發(fā)和生產(chǎn)了機架導(dǎo)軌式集線器、交換機產(chǎn)品，安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上，并由冗余電源供電，接插件采用牢固的DB29結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了特別設(shè)計用于連接工業(yè)應(yīng)用中具有以太網(wǎng)絡(luò)接口的工業(yè)設(shè)備(如PLC、HMI、DCS系統(tǒng)等)。
2、實時性和確定性
隨著快速以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，給解決以太網(wǎng)的非確定性問題帶來了新的鍥機，使這一應(yīng)用成為可能。首先，以太網(wǎng)的通信速率從10M、100M 增大到如今的1000M、10G，在數(shù)據(jù)吞吐景相同的情況下，通信速率的提高意味著網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的減輕和網(wǎng)絡(luò)傳輸延時的減小，即網(wǎng)絡(luò)碰撞幾率大大下降。其次。采用星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)代替總線型結(jié)構(gòu)，交換機將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個網(wǎng)段。以太網(wǎng)交換機由于具有數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)發(fā)的功能，使各端口之間輸入和輸出的數(shù)據(jù)幀能夠得到緩沖，不再發(fā)生碰撞;同時交換機還可以對網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行過濾，使各個網(wǎng)段內(nèi)節(jié)點問數(shù)據(jù)的傳輸只限在本地網(wǎng)段內(nèi)進行，而不需經(jīng)過主干網(wǎng)，也不占用其他網(wǎng)段的帶寬，從而降低了所有網(wǎng)段和主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。
再次，全雙工通信又使得端口間兩對雙絞線(或兩根光纖)上分別同時接收和發(fā)送報文幀，也不會發(fā)生沖突。因此，采用交換式集線器和全雙工通信，同時網(wǎng)絡(luò)上的沖突域不復(fù)存在(全雙工通信)，或碰撞幾率大大降低(半雙工)，因此，以太網(wǎng)通信確定性和實對性大大提高。
在實際應(yīng)用中，主干網(wǎng)可采用光纖傳輸，現(xiàn)場設(shè)備的連接則可采用屏蔽雙絞線，對于重要的網(wǎng)段還可以采用冗余網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以此提高網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力和可靠性。