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工業以太網系列之工業以太網的技術特點

时间:2019-11-11   浏览:0次

  上一期阐述了商用以太和的4个区别,那针对这些区别工业以太又是如何设计并满足条件的呢让我来看一看吧

  (一)通信确定性与实时性工业控制络不同于普通数据络的最大特点在于它必须满足控制作用对实时性的要求,即信号传输要足够快和满足信号的确定性实时控制往往要求对某些变量的数据准确定时刷新由于Ethernet采用CSMA/CD方式,络负荷较大时,络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求,故传统以太技术难以满足要求准确定时通信的实时性要求,一直被视为 非确定性 的络工业以太采取了以下措施使得该问题基本得到解决:1.采用快速以太加大络带宽Ether-net的通信速率从10、100Mb/s增大到如今的1、10Gb/s在数据吞吐量相同的情况下,通信速率的提高意味着络负荷的减轻和络传输延时的减小,即络碰撞机率大大下降,从而提高其实时性2.采用全双工交换式以太用交换技术替代原有的总线型CSMA/CD技术,避免了由于多个站点共享并竞争信道导致发生的碰撞,减少了信道带宽的浪费,同时还可以实现全双工通信,提高信道的利用率 .降低络负载工业控制络与商业控制络不同,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,因此可以通过限制段站点数目,降低络流量,进一步提高络传输的实时性4.应用报文优先级技术在智能交换机或集线器中,通过设计分类报文的优先级和QOS来提高传输的实时性

  (二)安全性在工业生产过程中,很多现场不可避免地存在易燃、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,都必须采取一定的防爆技术措施来保证工业现场的安全生产在目前技术条件下,对以太系统采用隔爆、防爆的措施比较可行,即通过对Ethernet现场设备采取增安、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,以保证系统运行的安全性对于没有严格的本安要求的非危险场合,则可以不考虑复杂的防爆措施但同时也引人了一系列的络安全向题,工业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络安全威胁工业以太在协议里都引入了safety协议的概念,可以避免黑客对络监听和盗取以及信息的篡改,同时可以采用关或防火墙等对工业络与外部络进行隔离,还可以通过权限控制、数据加密等多种安全机制加强络的安全管理

  (三)稳定性与可靠性传统的Ethernet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需要由于工业现场的机械、气候、尘埃等条件非常恶劣,因此对设备的工业可靠性提出了更高的要求在工厂环境中,工业络必须具备较好的可靠性、可恢复性及可维护性为了解决在不间断的工业应用领域,在极端条件下络也能稳定工作的问题,可以采用导轨式交换机产品,安装在标准DIN导轨上,并有冗余电源供电,接插件采用牢固的DB-9结构此外,在实际应用中,主干可采用光纤传输,现场设备的连接则可采用屏蔽双绞线,对于重要的段还可采用冗余络技术,以此提高络的抗干扰能力和可靠性

  (四)总线供电问题总线供电(POE)是指连接到现场设备的线缆不仅传输数据信号,还能给现场设备提供工作电源对于现场设备供电可以采取以下方法:1.在目前以太标准的基础上适当地修改物理层的技术规范,将以太的曼彻斯特信号调制到一个直流或低频交流电源上,在现场设备端再将这两路信号分离开来2.不改变目前物理层的结构,而通过连接电缆中的空闲线缆为现场设备提供电源作者:剑思庭

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