06_工业以太网探析.pptVIP

第十一章;11.工业以太网技术 ;11.1 工业以太网概述;2.工业以太网技术;3. IP技术 IP技术是Internet的基础：IEEE1394，ATM(asynchronous transfer mode)，TCP,UDP(user datagram protocol)等等，它还可以适用于其它的通信标准，如FTP(file transfer protocol)和SMTP(Simple mail transfer protocol)等。 以太网已成为事实上的工业标准： 办公自动化 企业的管理网络;4.工业以太网的国际组织 工业以太网协会 (industrial ethernet association，lEA) 工业自动化开放网络联盟(industrial automation network alliance,IAONA) 推进工业以太网技术的发展、教育和标准化管理、工业应用领域运用 美国电气电子工程师协会 (IEEE)也正着手制定现场装置与以太网通信的标准。;5.工业以太网的发展 以太网技术最早由Xerox开发，后经数字设备公司 (digitalequipment此rp·)、lntel公司联合扩展，于1982年公布了以太网规范。IEEE802.3就是以这个技术规范为基础制定的。 以太网规范只包括???信模型中的物理层与数据链路层。;工业以太网技术： 不仅包含了物理层与数据链路层的以太网规范，而且包含TCP/IP协议组，即包含网络层的网际互联协议IP、传输层的传输控制协议TCP、用户数据包协议UDP等。 有时甚至把应用层的简单邮件传送协议SMTP、域名服务DNS、文件传输协议FTP、再加上超文本链接HTTP、动态网页发布等互联网上的应用协议都与以太网这个名词捆绑在一起。;6.过去以太网在工业自动化领域应用有限 （1）以太网采用CSMA/CD碰撞检测方式：网络的不确定性 （2）以太网所用的接插件 (connector)、集线器 (hub)、交换机 (switches)和电缆等不符合工业现场恶劣环境的要求。 （3）以太网抗干扰性能较差，不具备本质安全性能。 （4）以太网还不具备通过信号线向现场仪表供电的性能。;7.现场总线与以太网融合 在现场总线协议中，为提高传输效率，一般只定义七层协议中的物理层、数据链路层和应用层。 为与以太网融合，通常在数据包前加入IP地址，并通过TCP来进行数据传递。 如今的控制网络中，以太网己经成为企业层和控制层的主要网络技术。;11.2 工业以太网的技术优势;2.以太网技术作为现场总线技术具有如下技术优势: （1）采用以太网作为现场总线，可以保证现场总线技术的可持续发展。 由于以太网的广泛应用，使它的发展一直受到广泛的重视和大量的技术投人，保证了以太网技术的不断发展。 如果工业控制领域采用以太网作为现场总线，将保证技术上的可持续发展，并在技术升级方面无需独自的研究投入。;（2）以太网受到广泛的开发技术支持。 由于以太网是应用最广泛的计算机网络技术，几乎所有的编程语言都支持以太网的应用开发，例如Java、VisualC++、VisualBasic等。 采用以太网作为现场总线，可以保证多种开发工具、开发环境供选择。;（3）由于以太网是应用最广泛的计算机网络技术，它也受到硬件开发商的高度重视，这使得以太网系统的设计有广泛的硬件产品可供选择。 （4）由于以太网己被使用多年，以太网具有大量的软件资源，人们对以太网设计、应用有很多的经验，对以太网技术十分熟悉。;最重要的是，如果采用以太网作为现场总线技术，可以避免现场总线技术游离于计算机网络技术的发展主流之外，使现场总线技术和计算机网络技术的主流技术很好地融合起来，形成现场总线技术和一般的计算机网络技术相互促进的局面。 这将意味着可以实现自动化控制领域的彻底开放，从而打破任何垄断的企图，并使自动化领域产生新的生机和活力。;11.3 工业以太网互连模型;;11.4 工业以太网技术应解决的问题;2.对环境的适应性与可靠性问题 以太网是按办公环境设计的，将它用于工业控制环境，其鲁棒性、抗干扰能力等能否自动化的要求。 在产品设计时要特别注重材质、元器件的选择。使产品在强度、温度、湿度、振动、干扰、辐射等环境参数方面满足工业现场的要求。;3.总线供电 在控制网络中，现场控制设备的位置分散性使得它们对总线有提供工作电源的要求。现有的许多控制网络技术都可利用网线对现场设备供电，工业以太网目前还没有对网络节点供电做出规定。 4.本质安全 工业以太网如果要用在一些易燃易爆的危险工业场所，就必须考虑本安防爆问题，这是在总线供电解决之后要进一步解决的问题。;用以太网作为现场总线网络的高速网段 在工业数据通信与控制网络中，直接采用以太网作为控制网络的通信技术只是工业以太网发展的一个方面