å·¥æ¥(yè)以太網(wÇŽng)在ç¾(xià n)代化工æ¥(yè)é ˜(lÇng)域ä¸çš„æ‡‰(yÄ«ng)用åŠåˆ†æž
時(shÃ)間:2009-06-16 09:54:25來æºï¼šronggang
å°Ž(dÇŽo)語:?EtherNet/IP還從EMCã€å®‰è£é˜²è·(hù)ç‰ç´šå„æ–¹é¢åšå‡ºè¦(guÄ«)定,ä¿è‰EtherNet/IP產(chÇŽn)å“的嚴(yán)æ ¼å·¥æ¥(yè)ç’°(huán)å¢ƒé©æ‡‰(yÄ«ng)性
一〠概述
ã€€ã€€çœ¾æ‰€å‘¨çŸ¥ï¼Œåœ¨ä¼æ¥(yè)ä¿¡æ¯ç³»çµ±(tÇ’ng)ä¸ï¼Œä»¥å¤ªç¶²(wÇŽng)已經(jÄ«ng)æˆç‚ºäº‹å¯¦(shÃ)上的標(biÄo)準(zhÇ”n)ç¶²(wÇŽng)絡(luò),工æ¥(yè)實(shÃ)時(shÃ)控制是傳統(tÇ’ng)以太網(wÇŽng)的延伸,幫助用戶構(gòu)å»ºæ›´åŠ é–‹æ”¾é›†æˆçš„å·¥æ¥(yè)自動(dòng)化和信æ¯åŒ–ç¶²(wÇŽng)絡(luò)。
å·¥æ¥(yè)以太網(wÇŽng)技術(shù),它是標(biÄo)準(zhÇ”n)以太網(wÇŽng)和通用工æ¥(yè)å”(xié)è°çš„çµ(jié)åˆã€‚首先他滿足了工æ¥(yè)自動(dòng)化的實(shÃ)時(shÃ)æ€§è¦æ±‚,最åˆçš„以太網(wÇŽng)采用的CSMA/CD無法滿足工æ¥(yè)實(shÃ)時(shÃ)性需求,當(dÄng)時(shÃ)é‡‡ç”¨çš„ä¸»è¦æ˜¯ç¾(xià n)å ´ç¸½ç·šå’Œä»¤ç‰Œç’°(huán)ç¶²(wÇŽng),隨著技術(shù)的改進(jìn)ï¼Œäº¤æ›æ©Ÿ(jÄ«)在實(shÃ)時(shÃ)性方é¢å·²ç¶“(jÄ«ng)滿足從高精度時(shÃ)é–“åŒæ¥ï¼ˆ+-100ns)ã€åˆ†å¸ƒå¼
ä¼ºæœæŽ§åˆ¶ã€é›¢æ•£æŽ§åˆ¶ã€éŽç¨‹æŽ§åˆ¶åˆ°å®‰å…¨ç³»çµ±(tÇ’ng)ç‰æ‰€æœ‰å·¥æ¥(yè)應(yÄ«ng)ç”¨è¦æ±‚,并支æŒç¾(xià n)å ´å’Œé (yuÇŽn)程監(jiÄn)視ã€è¨ºæ–·å’Œçµ„æ…‹(tà i);ç•¶(dÄng)然,EtherNet/IP產(chÇŽn)å“也å¯ä½¿ç”¨å…¶ä»–標(biÄo)準(zhÇ”n)以太網(wÇŽng)上的æœå‹™(wù)如HTTPã€SNMPç‰ã€‚這æ„味著,工æ¥(yè)自動(dòng)åŒ–å’Œä¼æ¥(yè)ä¿¡æ¯ç³»çµ±(tÇ’ng)更直接的集æˆï¼Œæ¯”å¦‚ï¼Œç„¡é ˆé™„åŠ ç·¨ç¨‹ï¼Œç›¸é—œ(guÄn)äººå“¡å°±å¯æ–¹ä¾¿åœ°é€šéŽç¶²(wÇŽng)é ç€è¦½å™¨ä¾†çµ„æ…‹(tà i)ã€è¨ºæ–·å¹¶ç›£(jiÄn)è¦–å·¥å» è¨(shè)備。æ¤å¤–,EtherNet/IP還從EMCã€å®‰è£é˜²è·(hù)ç‰ç´šå„æ–¹é¢åšå‡ºè¦(guÄ«)定,ä¿è‰EtherNet/IP產(chÇŽn)å“的嚴(yán)æ ¼å·¥æ¥(yè)ç’°(huán)å¢ƒé©æ‡‰(yÄ«ng)性。
二ã€å·¥æ¥(yè)以太網(wÇŽng)技術(shù)的特點(diÇŽn)
  2.1 通信確定性與實(shÃ)時(shÃ)性
  工æ¥(yè)控制網(wÇŽng)絡(luò)ä¸åŒäºŽæ™®é€šæ•¸(shù)據(jù)ç¶²(wÇŽng)絡(luò)的最大特點(diÇŽn)åœ¨äºŽå®ƒå¿…é ˆæ»¿è¶³æŽ§åˆ¶ä½œç”¨å°å¯¦(shÃ)時(shÃ)æ€§çš„è¦æ±‚,å³ä¿¡è™Ÿ(hà o)傳輸è¦è¶³å¤ 快和滿足信號(hà o)的確定性。實(shÃ)時(shÃ)æŽ§åˆ¶å¾€å¾€è¦æ±‚å°æŸäº›è®Šé‡çš„æ•¸(shù)據(jù)準(zhÇ”n)確定時(shÃ)刷新。由于EtherNet采用CSMA/CDæ–¹å¼ï¼Œç¶²(wÇŽng)絡(luò)è² (fù)è·è¼ƒå¤§æ™‚(shÃ),網(wÇŽng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性ä¸èƒ½æ»¿è¶³å·¥æ¥(yè)控制的實(shÃ)時(shÃ)è¦æ±‚,故傳統(tÇ’ng)以太網(wÇŽng)技術(shù)難以滿足控制系統(tÇ’ng)è¦æ±‚準(zhÇ”n)確定時(shÃ)通信的實(shÃ)時(shÃ)æ€§è¦æ±‚,一直被視為“éžç¢ºå®šæ€§â€çš„ç¶²(wÇŽng)絡(luò)。 然而,快速以太網(wÇŽng)與交æ›å¼ä»¥å¤ªç¶²(wÇŽng)技術(shù)的發(fÄ)展,給解決以太網(wÇŽng)çš„éžç¢ºå®šæ€§å•題帶來了新的契機(jÄ«),使這一應(yÄ«ng)用æˆç‚ºå¯èƒ½ã€‚首先,EtherNet的通信速率從10Mã€100M增大到如今的1000Mã€10G,在數(shù)據(jù)åžåé‡ç›¸åŒçš„æƒ…æ³ä¸‹ï¼Œé€šä¿¡é€ŸçŽ‡çš„æé«˜æ„味著網(wÇŽng)絡(luò)è² (fù)è·çš„æ¸›è¼•和網(wÇŽng)絡(luò)傳輸延時(shÃ)的減å°ï¼Œå³ç¶²(wÇŽng)絡(luò)碰撞機(jÄ«)率大大下é™ã€‚其次,采用星型網(wÇŽng)絡(luò)æ‹“?fù)æµ£Y(jié)æ§‹(gòu)ï¼Œäº¤æ›æ©Ÿ(jÄ«)將網(wÇŽng)絡(luò)劃分為若干個(gè)ç¶²(wÇŽng)段。EtherNetäº¤æ›æ©Ÿ(jÄ«)由于具有數(shù)據(jù)å˜å„²(chÇ”)ã€è½‰(zhuÇŽn)發(fÄ)的功能,使å„端å£ä¹‹é–“輸入和輸出的數(shù)據(jù)å¹€èƒ½å¤ å¾—åˆ°ç·©æ²–ï¼Œä¸å†ç™¼(fÄ)生碰撞;åŒæ™‚(shÃ)äº¤æ›æ©Ÿ(jÄ«)é‚„å¯å°ç¶²(wÇŽng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)è¡ŒéŽæ¿¾ï¼Œä½¿æ¯å€‹(gè)ç¶²(wÇŽng)段內(nèi)節(jié)點(diÇŽn)間數(shù)據(jù)的傳輸åªé™åœ¨æœ¬åœ°ç¶²(wÇŽng)段內(nèi)進(jìn)行,而ä¸éœ€ç¶“(jÄ«ng)éŽä¸»å¹²ç¶²(wÇŽng),也ä¸å 用其它網(wÇŽng)段的帶寬,從而é™ä½Žäº†æ‰€æœ‰ç¶²(wÇŽng)段和主干網(wÇŽng)的網(wÇŽng)絡(luò)è² (fù)è·ã€‚冿¬¡ï¼Œå…¨é›™å·¥é€šä¿¡åˆä½¿å¾—端å£é–“å…©å°é›™çµžç·šï¼ˆæˆ–å…©æ ¹å…‰çº–ï¼‰ä¸Šåˆ†åˆ¥åŒæ™‚(shÃ)接收和發(fÄ)é€å ±(bà o)æ–‡å¹€ï¼Œä¹Ÿä¸æœƒ(huì)發(fÄ)生沖çªã€‚å› æ¤ï¼Œé‡‡ç”¨äº¤æ›å¼é›†ç·šå™¨å’Œå…¨é›™å·¥é€šä¿¡ï¼Œå¯ä½¿ç¶²(wÇŽng)絡(luò)上的沖çªåŸŸä¸å¾©(fù)å˜åœ¨ï¼ˆå…¨é›™å·¥é€šä¿¡ï¼‰ï¼Œæˆ–碰撞機(jÄ«)率大大é™ä½Žï¼ˆåŠé›™å·¥ï¼‰ï¼Œå› æ¤ä½¿EtherNet通信確定性和實(shÃ)時(shÃ)性大大æé«˜ã€‚
  2.2 ç©©(wÄ›n)定性與å¯é 性
  傳統(tÇ’ng)çš„EtherNet并䏿˜¯ç‚ºå·¥æ¥(yè)應(yÄ«ng)用而è¨(shè)計(jì)的,沒有考慮工æ¥(yè)ç¾(xià n)å ´ç’°(huán)å¢ƒçš„é©æ‡‰(yÄ«ng)性需è¦ã€‚由于工æ¥(yè)ç¾(xià n)å ´çš„æ©Ÿ(jÄ«)æ¢°ã€æ°£å€™ã€å¡µåŸƒç‰æ¢ä»¶éžå¸¸æƒ¡åŠ£ï¼Œå› æ¤å°è¨(shè)備的工æ¥(yè)å¯é 性æå‡ºäº†æ›´é«˜çš„è¦æ±‚ã€‚åœ¨å·¥å» ç’°(huán)境ä¸ï¼Œå·¥æ¥(yè)ç¶²(wÇŽng)絡(luò)å¿…é ˆå…·å‚™è¼ƒå¥½çš„å¯é 性ã€å¯æ¢å¾©(fù)性åŠå¯ç¶è·(hù)性。為了解決在ä¸é–“斷的工æ¥(yè)應(yÄ«ng)ç”¨é ˜(lÇng)域,在極端æ¢ä»¶ä¸‹ç¶²(wÇŽng)絡(luò)也能穩(wÄ›n)定工作的å•題,德國Hirschmannç‰å…¬å¸å°ˆé–€é–‹ç™¼(fÄ)和生產(chÇŽn)了工æ¥(yè)以太網(wÇŽng)äº¤æ›æ©Ÿ(jÄ«)ç‰ç”¢(chÇŽn)å“,安è£åœ¨æ¨™(biÄo)準(zhÇ”n)DINå°Ž(dÇŽo)軌上,并有冗余電æºä¾›é›»ã€‚
  2.3 安全性
  工æ¥(yè)系統(tÇ’ng)的網(wÇŽng)絡(luò)安全是工æ¥(yè)以太網(wÇŽng)應(yÄ«ng)ç”¨å¿…é ˆè€ƒæ…®çš„å¦ä¸€å€‹(gè)安全性å•題。工æ¥(yè)以太網(wÇŽng)å¯ä»¥å°‡ä¼æ¥(yè)傳統(tÇ’ng)的三層網(wÇŽng)絡(luò)系統(tÇ’ng),å³ä¿¡æ¯ç®¡ç†å±¤ã€éŽç¨‹ç›£(jiÄn)控層ã€ç¾(xià n)å ´è¨(shè)å‚™å±¤ï¼Œåˆæˆä¸€é«”,使數(shù)據(jù)的傳輸速率更快ã€å¯¦(shÃ)時(shÃ)性更高,并å¯èˆ‡Internet無縫集æˆï¼Œå¯¦(shÃ)ç¾(xià n)數(shù)據(jù)的共享,æé«˜å·¥å» çš„é‹(yùn)ä½œæ•ˆçŽ‡ã€‚ä½†åŒæ™‚(shÃ)也引人了一系列的網(wÇŽng)絡(luò)安全å‘題,工æ¥(yè)ç¶²(wÇŽng)絡(luò)å¯èƒ½æœƒ(huì)å—到包括病毒感染ã€é»‘å®¢çš„éžæ³•å…¥ä¾µèˆ‡éžæ³•æ“作ç‰ç¶²(wÇŽng)絡(luò)安全å¨è„…。一般情æ³ä¸‹ï¼Œå¯ä»¥é‡‡ç”¨ç¶²(wÇŽng)é—œ(guÄn)或防ç«å¢»ç‰å°å·¥æ¥(yè)ç¶²(wÇŽng)絡(luò)與外部網(wÇŽng)絡(luò)進(jìn)行隔離,還å¯ä»¥é€šéŽæ¬Š(quán)é™æŽ§åˆ¶ã€æ•¸(shù)據(jù)åŠ å¯†ç‰å¤šç¨®å®‰å…¨æ©Ÿ(jÄ«)åˆ¶åŠ å¼·(qiáng)ç¶²(wÇŽng)絡(luò)的安全管ç†ã€‚
  2.4 總線供電å•題
  總線供電(或稱總線饋電)是指連接到ç¾(xià n)å ´è¨(shè)備的線纜ä¸åƒ…傳輸數(shù)據(jù)信號(hà o),還能給ç¾(xià n)å ´è¨(shè)å‚™æä¾›å·¥ä½œé›»æºã€‚å°äºŽç¾(xià n)å ´è¨(shè)備供電å¯ä»¥é‡‡å–以下方法:
  (1)在目å‰ä»¥å¤ªç¶²(wÇŽng)標(biÄo)準(zhÇ”n)的基礎(chÇ”)上é©ç•¶(dÄng)?shù)匦薷奈锢韺拥募夹g(shù)è¦(guÄ«)范,將以太網(wÇŽng)的曼徹斯特信號(hà o)調(dià o)制到一個(gè)ç›´æµæˆ–ä½Žé »äº¤æµé›»æºä¸Šï¼Œåœ¨ç¾(xià n)å ´è¨(shè)備端å†å°‡é€™å…©è·¯ä¿¡è™Ÿ(hà o)分離開來。 (2ï¼‰ä¸æ”¹è®Šç›®å‰ç‰©ç†å±¤çš„çµ(jié)æ§‹(gòu),而通éŽé€£æŽ¥é›»çºœä¸çš„空閑線纜為ç¾(xià n)å ´è¨(shè)å‚™æä¾›é›»æºã€‚