现场总线论文——浅谈工业以太网deflate

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1、浅论工业以太网技术1•引言网络技术的迅速发展引发了口动控制领域的深刻技术变革，以现场总线和工业以太网技术为代表的控制网络技术是现代自动控制技术与信息网络技术相结合的产物，是下一代自动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，也是信息化带动工业化的重点方向。目前网络控制技术正从传统的控制网络技术一一现场总线向现代控制网络技术——工业以太网技术的方向发展。2.工业以太网的产生工业以太网是西门子公司提出的一种基于以太网通讯的一种工业用的通讯模式。在技术上与商业以太网(即IEEE802.3标准)兼容，但在产站设计吋，材质的选用、产站的强度、适用

2、性以及实吋性等方面能够满足工业现场的需要，也就是满足环境性、可靠性、安全性以及安装方便等要求的以太网。以太网是按IEEE802.3标准的规定，采用带冲突检测的载波侦听多路访问方法(CSMA/CD)对共享媒体进行访问的一•种局域网。其协议对应于ISO/OSI七层参考模型中的物理层和数据链路层，以太网的传输介质为同轴电缆、双绞线、光纤等，采用总线型或星烈拓扑结构，传输速率为10Mbps,100Mbps,1000Mbps或更高。在办公和商业领域，以太网是最常用的通信网络，近几年来，随着以太网技术的快速发展，以太网技术已开始广泛应用于工业控制领域，

3、它是现代自动控制技术和信息网络技术相结合的产物，是下一代口动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，同吋也是信息化帯动工业化的重点方向o国内对工业以太网络技术的需求H益增加，在石油、化工、冶金、电力、机械、交通、建材、楼宇管理、现代农业等领域和许多新规划建设的项目中都需耍工业以太网络技术的支持。以太网是当今最流行、应用最广泛的通信技术，具有价格低、多种传输介质可选、高速度、易于纟R网应用等诸多优点，而且其运行经验最为丰富，拥有大量安装维护人员，是一种理想的工业通信网络。首先，基J*TCP/IP的以太网是一种开放式通信网络，不同厂商的设

4、备很容易互联。这种特性非常适合于解决控制系统中不同厂商设备的兼容和互操作等问题;其次，低成木、易于组网是以太网的优势。以太网网卡价格低廉，以太网与计算机、服务器等接口十分方便。以太网技术人员多，可以降低企业培训维护成本。以太网具冇相当高的数据传输速率可以提供足够的带宽。而R以太网资源共享能力强，利用以太网作为现场的总线，很容易将I/O数据连接到信息系统中，数据很容易以实时方式与信息系统上的资源、应用软件和数据库共享。以太网易与Internet连接。在任何城市、任何地方其至都可以利用电话线通过Internet对企业牛产进行监视控制;另外，以太

5、网作为目前应用最广泛的计算机网络技术，受到了广泛的技术支持。几乎所冇的编程语言都支持以太网的应用开发，冇多种开发工具可供选择。3.工业以太网的构成一个典型的工业以太网络坏境，有以卜-三类网络器件：・网络部件・连接部件：FC（快速连接插座）ELS（丄业以太网电气交换机）ESM（工业以A网电气交换机）SM（工业以太网光纤交换机）MCTP11（工业以太网光纤电气转换模块）•通信介质：普通双绞线，工业屏蔽双绞线和光纤，工业以太网使川的电缆冇屏蔽双绞线（STP）、非屏蔽双绞线（UTP）、多模或单模光缆。10Mbps的速率对双绞线没有过高的要求，而在1

6、00Mbps速率下，推荐使用五类或超五类线。光纤链接时需要一对，常用的多模光纤波长为62.5/125Mm或50/125屮m与多模光纤的内芯相比，单模光纤的内芯很细，只H10

7、.im左右。通常，10Mbps使用多模光纤，100Mbps下，单模、多模光纤都适用。2.工业以太网的特点虽然脱胎于Intranet.Internet等类型的信息网络，但是工业以太网是而向生产过程，对实吋性、可靠性、安全性和数据完整性有很高的要求。既有巧信息网络相同的特点，也有口己不同于信息网络的显著特点：（1）工业以太网是一个网络控制系统，实时性要求高，网络传输要有确定

8、性。（2）整个企业网络按功能对分为处于管理层的通用以太网和处于监控层的工业以太网以及现场设备层（如现场总线）。管理层通用以A网可以与控制层的工业以太网交换数据，上下网段采用相同协议自由通信。（3）工业以太网中周期与非周期信息同时存在，各白有不同的要求。周期信息的传输通常具有顺序性要求，而非周期信息有优先级要求，如报警信息是需要立即响应的。（4）工业以太网要为紧耍任务提供最低限度的性能保证服务，同时也要为非紧耍任务提供尽力服务,所以工业以A网同时具有实吋协议也具有非实吋协议。3.工业以太网的优势（1）应用广泛。以太网是应用最广泛的计算机网络技

9、术几乎所冇的编程语言如VisualC++.Java>VisualBasic等都支持以太网的应用开发。（2）工业级电源和总线供电技术。工业级电源输出功率大，滤波功能完善，抗干扰能力