揭秘应用工业以太网的巨大好处解锁CAN报文ID的神秘代码

以太网(Ethernet)技术支持着无所不包的网络协议,因此在数据信息网络中得到了广泛应用,具有高速传输、高能效、便于安装兼容性好、开放性高和支持设备多等优势。随着网络技术的发展和工业控制领域对网络功能要求的提高,以太网正在逐步进入工业控制领域,形成了新的以太网控制网络技术。工业以太网的开放性使得工业控制网络与企业信息网络之间实现无缝整合,这在业界具有不可比拟的优势。

以太网因其高速传输、高效能、易于安装以及良好的兼容性而备受商业系统青睐。随着科技进步,以太网开始渗透到工业自动化领域,形成了新型的以太网控制网络解决方案。这主要是因为现代工业自动化系统追求分布式智能化管理,而开放透明且通用的通信协议成为必需条件。

将以太网技术引入到工业环境,其优点显而易见:1 以太网是一种完全开源、全数字化的通信方式,它遵循标准化协议,使得不同厂商生产的一系列设备能够轻松连接;2 以太网能够实现从现场操作室到企业级管理层面的无缝连接,从而构建一个全面开放的大型机器人系统,如图2所示;3 硬件成本低廉,因为目前已有成熟且高度重视并广泛提供支持,以便用户选择各种软件开发环境和硬件设备;4 通讯速率高,随着企业信息系统规划扩大及复杂度提升,对数据量需求增大,有时甚至需要音频视频数据传输,现在10M/100M快速乙 太 网正被广泛采用,千兆乙 太 网 技术也日益成熟,并研究10G乙 太 网,其速度远超当前现场总线;5 可持续发展潜力巨大,在这个瞬息万变信息时代,一家公司或机构的大部分运营与增长都依赖于一个快速有效的事务处理平台,这促使了对实时性的不断追求,也意味着这项技能将不断进步并完善。

然而,以太网作为一种面向办公室设计的人工智能产品,其适应能力有限,还存在以下问题:1 实时性挑战:尽管使用CSMA/CD介质访问方法,但这种方法难以满足严格实时性的要求,在一条共享总线上竞争资源可能导致延迟或错误;2 对抗干扰与可靠性需求:为了适应恶劣工作场合环境,不仅要考虑防护措施,还必须确保外观设计符合这些条件;3 应用层协议不够定制化:现有的应用层协议结构并不完全适用于现场操控范畴中的实时通讯需求,因此需要统一标准来解决这一问题;4 安全与隐私保护问题:在危险作业区域使用,如果没有特别关注安全性能,将会造成危险事故。此外,由于使用TCP/IP等公共互联网标准,它们可能受到病毒感染或黑客攻击等风险威胁。5 QOS(Quality of Service)挑战:随着技能发展,不仅数字信号,而且包括音频及低分辨率视频信号都需要通过同一个统一平台进行处理,这就要求QOS策略更为精细。

尽管如此,上述挑战已经得到改善。一方面,我们现在有了基于交换技术的手动双工通信方式,可以避免CSMA/CD带来的冲突,并允许实施优先级策略来最大限度地利用带宽并保证最佳实时性能。此外,更专门针对不同的行业环境设计制造了一些特殊抗干扰措施,使之更加符合各自特定的需求。在应用层次上,可以根据实际情况调整TCP/IP栈,或制定更加符合产业需求的新标准。此外,对于保持物理安全还采取了一些措施,比如密封材料制造,以及强固耐用防震型材组装,以此迎接工程上的重大安全考验。而对于加强保护机制则采用暗码加密以及防火墙等多种手段,加强管理。不过,对于如何更好地保护Industrial Automation Network仍需深入探讨。

因此可以看出,无论是在哪个行业,即使是最具激烈要求的地方,如汽车操控系统或数控机床,都不再是单纯依赖现场总线。如果我们把事情放慢脚步,我们可以看到未来很快,就像这样基于Ethernet Industrial Control System年代将到来,并成为最开放最灵活的一个Industrial Control Network架构。这就是革命,是给予所有Industry Control Field一个全新的天地。但至少目前看起来,它似乎无法彻底取代现有的Fieldbuses,而只会继续存在,最终可能性是建立起一种混合式Control System,其中各种Networks共同存在。

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