论工业以太网技术的应用.docx

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1、论工业以太网技术的应用chendong导语：本文扼要介绍了工业以太网的特点，并具体阐述了工业以太网在控制领域的应用现状以及以太网交换技术的开展趋势，并提出了以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接。摘要:工业以太网控制系统是集散控制系统DCS和现场总线控制系统FCS之后产生的一种新型的工业控制系统。本文扼要介绍了工业以太网的特点，并具体阐述了工业以太网在控制领域的应用现状以及以太网交换技术的开展趋势，并提出了以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络的观点。传感器技术、通讯技术和计算机技术是当代信息技术的三大根底，随着IT技术的飞速开展和工业自动

2、化要求的不断进步，工业控制网络所担负的工作越来越重。与数据信息网络不同，工业控制领域需要一种高速廉价、实时性和开放性好、稳定性和准确性高的网络。以太网Ethernet技术支持几乎所有的网络协议,所以在数据信息网络中得到广泛应用，具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高和支持设备等多方面的上风。工业以太网的开放性使得工业控制网络和企业信息网络的无缝整合方面具有无可比较的上风。关键词:工业以太网；特点；趋势；全开放网络一、工业以太网技术的特点以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通讯速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点，已成为最受欢送的通讯网络之一。近些年来,随着网络技术

3、的开展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面开展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求。以太网技术引入工业控制领域，其技术上风非常明显：一Ethernet是全开放、全数字化的网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很轻易实现互联。二以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络。三软硬件本钱低廉，由于以太网技术已经非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。四通讯速率高，随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的进步，对信息量的需求也越来越大，有时

4、甚至需要音频、视频数据的传输，目前以太网的通讯速率为10M、100M的快速以太网开场广泛应用，千兆以太网技术也逐渐成熟，10G以太网也正在研究，其速率比目前的现场总线快很多。五可持续开展潜力大，在这信息瞬息万变的时代，企业的生存与开展将很大程度上依靠于一个快速而有效的通讯治理网络，信息技术与通讯技术的开展将更加迅速，也更加成熟，由此保证了以太网技术不断地持续向前开展。二、工业以太网在控制领域应用现状工业以太网与现场总线相比，它能提供一个开放的标准，是企业从现场控制到治理层实现全面的无缝的信息集成，解决了由于协议上的不同导致的“自动化孤岛问题，但从目前的开展看，工业以太网在控制领域的应用主要表达

5、在以下几种形式。一混合Ethernet/Fieldbus的网络构造这种构造实际上就是信息网络和控制网络的一种典型的集成形式。以太网正在逐步向现场设备级深化开展，并尽可能的和其他网络形式走向交融，但以太网和TCP/IP本来不是面向控制领域的，在体系构造、协议规那么、物理介质、数据、软件、实验环境等众多方面并不成熟，而现场总线能完全知足当代企业对底层控制网络的根本要求，实现真正的全分布式系统。因此，在企业信息层采用以太网，而在底层设备级采用现场总线，通过通讯控制器实现两者的信息交换。二专用工业以太控制网络怎样利用工业以太网单独作为控制网络是工业以太网的开展方向之一，也是工业控制领域的研究热门之一。

6、如德国JetterAG公司的新一代控制系统JetWeb，是融现场总线技术、100Mb/s以太网技术、CNC技术、PLC技术、可视化人机接口技术和全球化消费治理技术为一体的工业自动化控制系统，同时具有广泛的兼容性，可兼容第三方自动化控制产品，提出“网络就是控制器的观点，是取代所有底层现场总线的工业网络构造。这种工业控制网络是将以太网贯串于整个网络各层次，使它成为透明的覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了办公自动化与工业自动化的无缝结合，本质上是一个单层的扁平构造，其良好的可扩展性和互连性，使之成为真正意义上的全开放网络体系构造的大统一。三基于Web的网络监控平台嵌入式以太网是最近网络应用热门，就

7、是通过Internet使所有连接网络的设备彼此互通，从计算机、PDA、通讯设备到仪器仪表、家用电器等。在企业内部，可以利用企业信息网络，进展工厂实时运行数据的发布和显示，治理者通过Web阅读器对现场工况进展实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理。实现的最简单方法就是采用独立的以太网控制器，连接具有TCP/IP界面的控制主机以及具有RS-232或者RS-485接口的现场设备。以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁。三、以太网交换技术的开展趋势以太网和通讯技术的突飞猛进，促使工业以太网技术进一步开展。目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源治理层、执行制造

8、层得到了广泛应用，并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。从目前国际、国内工业以太网技术的开展来看，目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用，并成为事实上的标准。将来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用。总的来讲，工业以太网技术的开展趋势将表达在以下几个方面：一工业以太网与现场总线相结合工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。而现场总线经过十几年的开展，在技术上日渐成熟，在市场上也开场了全面推广，并且形成了一定的市场。就目前而言，全面代替现场总线还存在一些问题，需要进一步深化研究基于工业以太网的全新控制系统体系构造，

9、开发出基于工业以太网的系列产品。二工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通讯已成大势所趋随着以太网通讯速率的进步、全双工通讯、交换技术的开展，为以太网的通讯确定性的解决提供了技术根底，进而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通讯的主要障碍，为以太网直接应用于工业现场设备间通讯提供了技术可能。为此，国际电工委员会IEC正着手起草实时以太网Real-timeEthernet,RTE标准，旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。b参考文献：/b1徐皑冬,王宏,杨志家.基于以太网的工业控制网络J.信息与控制,2000年4月,第29卷,第2期2贾东耀,汪仁煌.工业控制网络构造的开展趋势J.工业仪表与自动化装置,2002年,第5期3杨清宇,施仁.基于因特网的工业控制网络体系构造研究J.信息与控制,2002年10月,第3l卷,第5期