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1、第3期工矿自动化No.32005年6月IndustryandMineAutomationJun.2005文章编号:1671-251X(2005)03-0053-03工业以太网实时通信技术及进展刘科(承德石油高等专科学校电气与电子系,河北承德067000)摘要:改善实时性之后,以太网已经成功地进入工业自动化信息层、控制层。以太网应用到工业现场设备层,实时性仍然是最大障碍。文章结合以太网的通信机制,探讨了典型的工业以太网实时性技术特点,介绍了能够应用于现场设备的确定性工业以太网———EthernetPowerlink的解决方案。关键词:工业控制;以太
2、网;数据传输;实时通信中图分类号:TP39文献标识码:ATheReal2timeCommunicationTechnologyofIndustrialEthernetandItsHeadwayLIUKe(1.ElectricalandElectronicDepartment,ChengdePetroleumCollege,Chengde067000,China)Abstract:EthernethasbeenappliedintheIntranetafteritsreal2timetechnologywasimproved.Itisyetthem
3、ajorobstaclethattheEthernetisnotareal2timecommunicationtechnologywhentheEthernetistriedtobeusedintheinfranet.Inthispaper,severalreal2timecommunicationtechnologiesofindustrialEthernetwerediscussed,thenthesolutionofEthernetPowerlinkbelongedtodeterministicindustrialEthernetwasin
4、troduced.EthernetPowerlinkcanworkintheinfranet.Keywords:industrialcontrol,Ethernet,datatransmission,real2timecommunication场总线厂家也纷纷整合已有系统,不断推出以太网0引言产品。但是,基于保护已有投资和技术等原因,厂商在现场总线多标准并存和异种网络通信困难的只是对已有产品做边缘性修改,而且诸多技术主要技术背景下,以太网进入工业自动化领域并且快速是针对上层网络,现场设备级工业以太网仍然面临发展。以太网是IT业最主要的局域网技术,
5、它的一系列技术课题。要确实满足严格苛刻的工业现场优势明显表现在技术积累、资本积累以及发展动力要求,工业以太网要解决的问题是多方面的,如通信和空间等各个方面。以太网进入工控的最大障碍是实时性、现场设备总线供电、本质安全、远距离通信它的通信实时性不能保障。随着通信速度的一再提等等,其中通信实时性尤为重要。高,加上各种降低冲突域的技术,以太网的确定性、1以太网的不确定性实时性不断提高,并且开始广泛应用于工控领域的信息层、控制层。ProfiNet、HSE、Modbus/TCP、以太网被认为是实时性不高、非确定性的网络,Ethernet/IP等都已经大量成
6、功应用。用以太网构主要是由于它所采用的介质访问方式所决定的,建工业企业中上层网络,已经成为行业共识。CSMA/CD协议,即“带冲突检测的载波监听多路访以太网是否可以向下延伸,应用于工业现场仪问”。在工作过程中,某节点要发送报文时,首先监表设备,一直是近年来工控行业的一个争论焦点和听网络,如网络忙,则等到其空闲为止,否则将立即研究热点。面对以太网的巨大商机和压力,各大现发送;如果两个或更多的节点监听到网络空闲并同时发送报文时,它们发送的报文将在网络上发生冲突。因此,每个节点在发送时,还必须继续监听网收稿日期:2004-10-25作者简介:刘科(19
7、68-),女,副教授,承德石油高等专科学校络。当检测到两个或更多个报文之间出现碰撞时,教师,研究方向为现场总线与控制网络。节点立即停止发送,并等待一段时间后重新发送。·54·工矿自动化2005年6月节点通信发生冲突后,等待重发的时间长度是CD的约束,从而可以大大提高网络上每个站点的随机的,这个时间将由标准二进制指数补偿算法确带宽。这种方案附加成本偏高,尤其是应用于现场定,重发时间在0～(2i-1)个时间片中随机选择(i仪表的情况。而且,交换机的存储转发也会带来时代表被节点检测到的碰撞事件次数),一个时间片为间延迟和不确定性。重发循环所需的最小时间
8、。但是,在10次碰撞发生(3)引入主-从通信方式后,该间距将被冻结在最大时间片(即1023)上,主-从通信方式已经广泛应用于工业现场仪1
