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,具有传输速度快、能耗低、便于安装兼容性好、开放性高和支持设备多等方面的优势。随着网络技术的发展和工业控制领域对网络功能要求不断提高,以太网正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,具有不可比拟的优势。
以太网由于其高传输速度、高效能、易于安装以及良好的兼容性而被广泛应用于商业系统。近年来,以太网进一步融入了自动化系统,使其成为分布式智能化操作的一部分,这就需要一个开放透明且通用的通信协议。
将以太网技能引入到工业操控领域,其优势显而易见:1. 以太网是一个完全开放、完全数字化的网络,它遵循不同的厂商设备可以轻松连接;2. 以太网能够实现无缝连接,从而形成企业级综合管理的一体化全开源网络,如图2所示;3. 硬件成本较低,因为已成熟且受到厂商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;4. 通讯速率高,以适应企业信息系统规划扩大及复杂程度增加对信息量需求提升,而现在已经有10M/100M快速以太网开始普及,以及千兆以 太 网 技 术 也 正 在 成 熟,其速率远超现有的现场总线;5 可持续发展潜力巨大,在瞬息万变的信息时代,企业生存与发展将依赖一个快速有效的通信管理网络,因此保证了以太-net 技能不断向前发展。
尽管如此,在这一转变过程中,也存在一些挑战,其中主要包括:1 实时性的问题:基于CSMA/CD介质访问方式,不利于满足实时操作要求;2 对抗干扰能力及其可靠性:设计用于办公室环境,对抗干扰能力不足;3 适用层协议问题:现行应用层协议并不适用于实时通讯需求;4 安全问题:安全性能不足可能导致物理安全威胁或黑客攻击;5 QOS(Quality of Service)问题: 随着技能进步需考虑视频信号处理
然而随着技术日新月异,上述挑战正在得到解决。一方面是通过快速交换式Ehternet技巧提供全双工通信方式避免冲突并确保优先级机制,一方面是通过专门针对不同行业环境生产出产符合特定防护标准的产品。此外,还有关于TCP/IP栈增减以及制定更为符合工业需求的手段进行改进。此外还有针对物理安全加强措施如密封性好耐压型器材,并使用暗码加密数据保护机制来保障整个过程。至于QOS的问题,由于高速带宽增长与内容类型多样化也得到了相应调整。
因此,可以看出,与传统现场总线相比,基于Ehternet技能构建起来的人工智能操控体系在未来将会更加主流。但这并不意味着它要取代现场总线,而是在某些场景下作为一种备选方案。在未来的长期内,这两者都将共同存在,最终可能形成一种混合模式,即既有现场总线,又有基于Ehternet的人工智能操控体系。这一趋势旨在让各个行业更全面地利用现代科技手段提升工作效率,同时保持稳定的运作状态。