工業(yè)以太�(wǎng)是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的強大的區(qū)域和單元�(wǎng)�(luò)。利用工�(yè)以太�(wǎng),SIMATIC NET 提供了一個無縫集成到新的多媒體世界的途徑。實�(xiàn)辦公自動��(wǎng)�(luò)與工控自動化�(wǎng)�(luò)的無縫連接�
一個典型的工業(yè)以太�(wǎng)�(luò)�(huán)境,有以下三類網(wǎng)�(luò)器件�
�(wǎng)�(luò)部件
連接部件�
FC 快速連接插座
ELS(工�(yè)以太�(wǎng)電氣交換機)
ESM(工�(yè)以太�(wǎng)電氣交換機)
SM(工�(yè)以太�(wǎng)光纖交換機)
MC TP11(工�(yè)以太�(wǎng)光纖電氣�(zhuǎn)換模塊)
通信介質(zhì):普通雙絞線,工�(yè)屏蔽雙絞線和光纖
SIMATIC PLC控制器上的工�(yè)以太�(wǎng)通訊外理�。用于將SIMATIC PLC連接到工�(yè)以太�(wǎng)�
PG/PC 上的工業(yè)以太�(wǎng)通訊外理�。用于將PG/PC連接到工�(yè)以太�(wǎng)�
1、工�(yè)以太�(wǎng)技�(shù)上與IEEE802.3/802.3u兼容,使用ISO和TCP/IP 通訊�(xié)�
2�10/100M 自適應傳輸速率
3、冗�24VDC 供電
4、簡單的機柜導軌安裝
5、方便的�(gòu)成星�、線型和�(huán)型拓撲結(jié)�(gòu)
6、高速冗余的安全�(wǎng)�(luò),網(wǎng)�(luò)重構(gòu)時間�0.3 �
7、用于嚴酷環(huán)境的�(wǎng)�(luò)元件,通過EMC 測試
8、通過帶有RJ45 技�(shù)、工�(yè)級的Sub-D 連接技�(shù)和安裝專用屏蔽電纜的Fast Connect連接技�(shù),確?,F(xiàn)場電纜安裝工作的快速進行
9、簡單高效的信號裝置不斷地監(jiān)視網(wǎng)�(luò)元件
10、符合SNMP(簡單的�(wǎng)�(luò)管理�(xié)議)
11、可使用基于web 的網(wǎng)�(luò)管理
12、使用VB/VC 或組�(tài)軟件即可�(jiān)控管理網(wǎng)�(luò)
?�?)基于TCP/IP的以太網(wǎng)采用國際主流標準,協(xié)議開�、完善不同廠商設(shè)�,容易互連具有互操作��
?�?)可實現(xiàn)遠程訪問,遠程診��
?�?)不同的傳輸介質(zhì)可以靈活組合,如同軸電纜、雙絞線、光纖等�
?�?)網(wǎng)�(luò)速度快,可達千兆甚至更快�
�5)支持冗余連接配置,數(shù)�(jù)可達性強,數(shù)�(jù)有多條通路抵達目的��
�6)系�(tǒng)容易幾乎無限�,不會因系統(tǒng)增大而出�(xiàn)不可預料的故障,有成熟可靠的系統(tǒng)安全體系�
�7)可降低投資成本�
�1)Ethernet是全開放、全�(shù)字化的網(wǎng)�(luò),遵照網(wǎng)�(luò)�(xié)議不同廠商的�(shè)備可以很容易實現(xiàn)互聯(lián)�
?�?)以太網(wǎng)能實�(xiàn)工業(yè)控制�(wǎng)�(luò)與企�(yè)信息�(wǎng)�(luò)的無縫連接,形成企�(yè)級管控一體化的全開放�(wǎng)�(luò)�
�3)軟硬件成本低廉,由于以太網(wǎng)技�(shù)已經(jīng)非常成熟,支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持,有多種軟件開發(fā)�(huán)境和硬件�(shè)備供用戶選擇�
?�?)通信速率�,隨著企�(yè)信息系統(tǒng)�(guī)模的擴大和復雜程度的提高,對信息量的需求也越來越大,有時甚至需要音�、視頻數(shù)�(jù)的傳�,目前以太網(wǎng)的通信速率�10M�100M 的快速以太網(wǎng)開始廣泛應用,千兆以太網(wǎng)技�(shù)也逐漸成熟�10G以太�(wǎng)也正在研究,其速率比目前的�(xiàn)場總線快很多�
?�?)可持續(xù)�(fā)�?jié)摿�?,在這信息瞬息萬變的時代。企�(yè)的生存與�(fā)展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理�(wǎng)�(luò),信息技�(shù)與通信技�(shù)的發(fā)展將更加迅�,也更加成熟,由此保證了以太�(wǎng)技�(shù)不斷地持�(xù)向前�(fā)展�
以太�(wǎng)隨著技�(shù)的成�,交換技�(shù)的應�,高速以太網(wǎng)的發(fā)展等在工�(yè)自動化領(lǐng)域上正迅速增�,幾乎所有的�(xiàn)場總線系�(tǒng)最終可以都連接到以太網(wǎng)。隨著集成電路的�(fā)�,的微處理器作為I/O處理器和控制器核心的條件逐漸成熟,而在控制器上運行的實時嵌入式操作系統(tǒng)使控制器易于實現(xiàn)TCP/IP�(xié)�,以太網(wǎng)�(luò)更易于接近現(xiàn)場。工�(yè)以太�(wǎng)已經(jīng)成為控制系統(tǒng)�(wǎng)�(luò)�(fā)展的主要方向,具有很大的�(fā)�?jié)�?。過程控制工�(yè)和自動化工業(yè),從嵌入式系�(tǒng)到現(xiàn)場總線控制系�(tǒng),都認識到了以太�(wǎng)和TCP/IP 的重要�,以太網(wǎng)和TCP/ IP 作為世界上最為廣泛應用的�(wǎng)�(luò)�(xié)議,它將成為過程級和控制級的主要傳輸技�(shù)。帶TCP/ IP �(xié)議的
標準的以太網(wǎng)接口�(xiàn)在已�(jīng)在智能設(shè)備和I/ O 模塊中使�。它能夠與工廠信息管理系�(tǒng)進行直接地、無縫地連接,而無需任何專用�(shè)備。因此可以說,工�(yè)以太�(wǎng)在工�(yè)通訊�(wǎng)�(luò)中的使用將構(gòu)建從底層的現(xiàn)場設(shè)備到先進與�(yōu)化控制層、企�(yè)管理決策層的綜合自動化網(wǎng)�(luò)平臺,從而可以消除企�(yè)�(nèi)部的各種自動化孤�。以太網(wǎng)作為21 世紀未來工業(yè)�(wǎng)�(luò)�,它將在控制和現(xiàn)場設(shè)備級成為標準的高速工�(yè)�(wǎng)�(luò),有著廣闊的應用和發(fā)展前��
工業(yè)以太�(wǎng)技�(shù)直接應用于工�(yè)�(xiàn)場設(shè)備間的通信已成大勢所��
由于以太�(wǎng)有“一�(wǎng)到底”的美譽,即它可以一直延伸到企業(yè)�(xiàn)場設(shè)備控制層,所以被人們普遍認為是未來控制�(wǎng)�(luò)的解決方�,工�(yè)以太�(wǎng)已成為現(xiàn)場總線中的主流技�(shù)�
目前,在國際上有多個組織從事工�(yè)以太�(wǎng)的標準化工作�2001�9�,我國科技部發(fā)布了基于高速以太網(wǎng)技�(shù)的現(xiàn)場總線設(shè)備,其研究目標是:攻克應用于工業(yè)控制�(xiàn)場的高速以太網(wǎng)的關(guān)鍵技�(shù),其中包括解決以太網(wǎng)通信的實時�、可互操作�、可靠�、抗干擾性和本質(zhì)安全等問�,同時研究開�(fā)相關(guān)高速以太網(wǎng)技�(shù)的現(xiàn)場設(shè)�、網(wǎng)�(luò)化控制系�(tǒng)和系�(tǒng)軟件�
這幾年來,我國在攻克以太�(wǎng)實時�、總線供電和遠距離傳�?shù)纫幌盗须y題方面已�(jīng)取得了很大的成果�
但是,以太網(wǎng)用于工業(yè)控制目前尚處在研究及解決當中,主要有以下問題�
?�?� 實時性問題;
?�?� 可靠性問題;
?�?� 安全性問��
?�?� 供電問題�
實時性問題是指傳�(tǒng)以太�(wǎng)由于采用載波偵聽多路訪問/沖突檢測的通訊方式,在實時性要求較高的場合�,重要數(shù)�(jù)的傳輸會�(chǎn)生傳輸延�??煽啃詥栴}是指以太�(wǎng)若采用UDP�(xié)議時,它提供不可靠的無連接�(shù)�(jù)報傳輸服�,不提供報文到達確認、排序以及流量控制等功能,因此報文可能會丟失、重復以及亂序等。這些問題的解�,使以太�(wǎng)能夠滿足工業(yè)控制�(lǐng)�?qū)鬏斞訒r要求,加快使其步入工�(yè)控制�(lǐng)域用于現(xiàn)場控��