以太网在工业自动化领域的现状和发展

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1、课程论文课程名称_工业自动化专题学生学院__自动化学院___________专业班级__1______学号__________学生姓名____________指导教师______________2013年6月24日以太网在工业自动化领域的现状和发展摘要：随着计算机技术和自动控制技术的不断发展，自动控制系统的智能化不断提升。一个控制系统离不开信息的传输，通过信息的传输，才能准确的自动地控制系统完美运行。以太网（Ethernet）开放性好，价额便宜，目前在工业控制领域已大量应用。把以太网技术应用于工业控制，形成工业以太网技术。关键词：计算机技术、自动控制技术、以太网、工业

2、以太网1前言在现代企业信息系统中，信息网络在两个技术方向上发生着迅速的变化。一个是用于企业高层生产管理和市场经营管理的以太网技术；另外一个是企业底层生产过程控制盒信息交换的现场总线（Fieldbus）。上述两种技术各有优势。当前的技术发展趋势是更多地将以太网的各种协议应用于企业生产过程控制领域中，形成了适用于复杂工业现场应用的网络------工业以太网。【4】2以太网以太网几十是分组交换局域网（LocalAreaNetworks，LAN）技术，是目前最为流行的局域网技术，几乎所有企业和个人都用以太网技术构建局域网。【2】2.1以太网发展以太网技术发展很快，最早的IEE

3、E10BASE-----5规范采用同轴电缆连接局域网上计算机，以共享的方式工作再10Mbit/s的速率上，但在20世纪80年代末就开始应用双绞线以太网。在此后的十几年时间内，以太网工作速率有10Mbit/s发展到100Mbit/s的快速以太网，1000Mbit/s千兆以太网，并在2002年推出了万兆以太网，传输介质由早期的同轴电缆发展到双绞线和光纤，介质访问由共享式为主发展到以交换式为主，应用范围也由局域网应用发展到城域网络范围。【1】2.2以太网的优点以太网是当今最通用、应用最广泛的局域网络技术，具有开放性好、价格低廉、支持多种传输介质、传输速率高、易于组网应用等诸

4、多优点，并易于和TCP/IP协议结合，因此可以作为一种理想的工业通讯网络。【2】2.3以太网在工业自动化领域的发展近年来,将以太网应用到工业自动化领域的研究再次兴起,主要是以太网技术的发展使得阻碍以太网在工业环境中应用的难题逐步得到解决。主要表现在以下方面:80213标准已相继把以太网速度从原始的10Mbps提高到100Mbps以至到今天的1000Mbps,而且以太网也越来越和交换技术相结合,足够的带宽和交换式集线器的应用解决了以太网的不确定问题,以太网有能力满足实时系统的要求。以太网电缆从难于应用的昂贵的10BASE-5发展到细缆10BASE-2和现在常用的双绞线1

5、0BASE-T以及光纤。抗干扰能力强的双绞线和光纤的应用提高了以太网运行于工厂环境的能力。随着以太网的实时性、稳定性和抗干扰性问题的逐步解决,许多大的厂商投身到工业以太网的开发研制浪潮中。但产品基本处于I/O集中器的水平,实现了I/O通信控制器、PC-BASED控制器、PLC之间以及工作站之间的互连。将以太网应用到现场总线的水平还有许多问题要解决,许多厂商仍致力于不断的探索之中。【5--8】3工业以太网工业以太网技术是将以太网应用于工业控制和管理的局域网技术。今年来，工业以太网的快速发展，得益于两个方面的原因：一方面，由于工业自动化系统不断向分散化，智能化的实时控制方

6、面发展，通信成为了关键技术，工业系统对统一的通信协议和网络的要求日益迫切；另一方面，INTERNRNT/INTRANET等信息技术的飞速发展，要求企业从现场控制层到管理层能实现全面无缝的信息集成，并提供一个开放的基础架构。【2】3.1工业以太网简介工业以太网源于以太网而又不同于普通以太网。互联网及普通计算机网络采用的以太网技术原本并不适应控制网络和工业环境的应用需要，通过对普通以太网技术进行通信实时性改进，工业应用环境应用性的改造，并添加了一些控制应用功能后，形成工业以太网技术主体。工业以太网要在继承和部分继承以太网原有核心技术的基础上，应对适应工业环境性、通信实时性

7、、时间发布、各节点间的时间同步、网络的功能安全与信息安全等问题，提出相应的解决方案，并添加控制应用功能，还要针对某些特殊的工业应用场合提出的网络供电、本安防爆等要求给出解决方案。以太网和互联网原有的核心技术是工业以太网的重要基础，而对以太网实行环境适应性、通信实时性等相关改造、扩展的部分，成为工业以太网的特色技术。目前工业以太网的代表技术有：FF中高速网段HSE、PROFIBUS的上层网段PROFINET、EtherNet/IP和Modbus/TCP。【2】3.1工业以太网的优势和存在问题工业以太网是基于TCP/IP的以太网是一种标准开放式的网络,由