工业以太网设计四大原则.docx

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2、近些年来,随着网络技术的发展，以太网进入了限制领域，形成了新型的以太网限制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化限制方面发展,开放的、透亮的通讯协议是必定的要求。以太网技术引入工业限制领域，其技术优势特别明显。工业以太网制造现在信息的强大性跟限制的快捷性，能够实现快速的串联跟限制，为现代工业制造实现真正意义上的“E网究竟”奠定了良好的基础。工业以太网已经被业内认为是将来限制网络的最佳解决方案，也是当前现场总线中的主流技术。工业化的新翘楚就由此诞生。评估工业以太网设计标准或依据，也许来分应当就是以下四点：(一)通信确定性与实时性工业限制网络不同于一般数据网络的最大特点在于它必需满意

3、限制作用对实时性的要求，即信号传输要足够快和满意信号的确定性。实时限制往往要求对某些变量的数据精确定时刷新。由于以太网采纳CSMA/CD方式，网络负荷较大时，网络传输的不确定性不能满意工业限制的实时要求，故传统以太网技术难以满意限制系统要求精确定时通信的实时性要求，始终被视为“非确定性”的网络。工业以太网实行了以下措施使得该问题基本得到解决：采纳快速以太网加大网络带宽以太网的通信速率从10、101Mb/s增大到如今的1、10Gb/s。在数据吞吐量相同的状况下，通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小，即网络碰撞机率大大下降，从而提高其实时性。采纳全双工交换式以太网用交换技术替代原

4、有的总线型CSMA/CD技术，避开了由于多个站点共享并竞争信道导致发生的碰撞，削减了信道带宽的奢侈，同时还可以实现全双工通信，提高信道的利用率。降低网络负载工业限制网络与商业限制网络不同，每个结点传送的实时数据量很少，一般为几个位或几个字节，而且突发性的大量数据传输也很少发生，因此可以通过限制网段站点数目，降低网络流量，进一步提高网络传输的实时性。应用报文优先级技术在智能交换机或集线器中，通过设计报文的优先级来提高传输的实时性。(二)平安性在工业生产过程中，许多现场不行避开地存在易燃、易爆或有毒气体等，对应用于这些工业现场的智能装置以及通信设备，都必需实行肯定的防爆技术措施来保证工业现场的平安

5、生产。在目前技术条件下，对以太网系统采纳隔爆、防爆的措施比较可行，即通过对以太网现场设备实行增安、气密、浇封等隔爆措施，使现场设备本身的故障产生的点火能量不外泄，以保证系统运行的平安性。对于没有严格的本安要求的非危急场合，则可以不考虑困难的防爆措施。工业系统的网络平安是工业以太网应用必需考虑的另一个平安性问题。工业以太网可以将企业传统的三层网络系统，即信息管理层、过程监控层、现场设备层，合成一体，使数据的传输速率更快、实时性更高，并可与Internet无缝集成，实现数据的共享，提高工厂的运作效率。但同时也引人了一系列的网络平安向题，工业网络可能会受到包括病毒感染、黑客的非法入侵与非法操作等网络

6、平安威逼。一般状况下，可以采纳网关或防火墙等对工业网络与外部网络进行隔离，还可以通过权限限制、数据加密等多种平安机制加强网络的平安管理。(三)稳定性与牢靠性传统的以太网并不是为工业应用而设计的，没有考虑工业现场环境的适应性须要。由于工业现场的机械、气候、尘埃等条件特别恶劣限制工程网版权全部，因此对设备的工业牢靠性提出了更高的要求。在工厂环境中，工业网络必需具备较好的牢靠性、可复原性及可维护性。为了解决在不间断的工业应用领域，在极端条件下网络也能稳定工作的问题，美国Synergetic微系统公司和德国Hirschmann，JetterAG等公司特地开发和生产了导轨式集线器、交换机产品，安装在标准

7、DIN导轨上，并有冗余电源供电，接插件采纳坚固的DB-9结构。此外，在实际应用中，主干网可采纳光纤传输，现场设备的连接则可采纳屏蔽双绞线，对于重要的网段还可采纳冗余网络技术，以此提高网络的抗干扰实力和牢靠性。(四)总线供电问题总线供电(或称总线馈电)是指连接到现场设备的线缆不仅传输数据信号，还能给现场设备供应工作电源。对于现场设备供电可以实行以下方法：在目前以太网标准的基础上适当地修改物理层的技术规范，将以太网的曼彻斯特信号调制到一个直流或低频沟通电源上，在现场设备端再将这两路信号分别开来。不变更目前物理层的结构，而通过连接电缆中的空闲线缆为现场设备供应电源。第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页