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工業(yè)以太網(wǎng)的特點(diǎn) 1、實(shí)時(shí)性和確定性 隨著(zhù)快速以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，給解決以太網(wǎng)的非確定性問(wèn)題帶來(lái)了新的鍥機，使這一應用成為可能。首先，以太網(wǎng)的通信速率從10M、100M增大到如今的1000M、10G，在數據吞吐景相同的情況下，通信速率的提高意味著(zhù)網(wǎng)絡(luò )負荷的減輕和網(wǎng)絡(luò )傳輸延時(shí)的減小，即網(wǎng)絡(luò )碰撞幾率大大下降。其次。采用星型網(wǎng)絡(luò )拓撲結構代替總線(xiàn)型結構，交換機將網(wǎng)絡(luò )劃分為若干個(gè)網(wǎng)段。以太網(wǎng)交換機由于具有數據存儲、轉發(fā)的功能，使各端口之間輸入和輸出的數據幀能夠得到緩沖，不再發(fā)生碰撞；同時(shí)交換機還可以對網(wǎng)絡(luò )上傳輸的數據進(jìn)行過(guò)濾，使各個(gè)網(wǎng)段內節點(diǎn)問(wèn)數據的傳輸只限在本地網(wǎng)段內進(jìn)行，而不需經(jīng)過(guò)主干網(wǎng)，也不占用其他網(wǎng)段的帶寬，從而降低了所有網(wǎng)段和主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò )負荷。 再次，全雙工通信又使得端口間兩對雙絞線(xiàn)（或兩根光纖）上分別同時(shí)接收和發(fā)送報文幀，也不會(huì )發(fā)生沖突。因此，采用交換式集線(xiàn)器和全雙工通信，同時(shí)網(wǎng)絡(luò )上的沖突域不復存在（全雙工通信），或碰撞幾率大大降低（半雙工），因此，以太網(wǎng)通信確定性和實(shí)對性大大提高。 2、穩定性和可靠性 以太網(wǎng)進(jìn)入工藝控制領(lǐng)域的另一個(gè)主要問(wèn)題是，它所用的接插件、集線(xiàn)器、交換機和電纜等均是為商業(yè)領(lǐng)域設計的，商用網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品不能應用在有較高可靠性要求的惡劣工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境中，因而需要針對較惡劣的工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境（如冗余直流電源輸入、高溫、低溫、防塵等）來(lái)設計工業(yè)以太網(wǎng)。 隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展。上述問(wèn)題正在迅速得到解決。為了解決在不間斷的工業(yè)領(lǐng)域應用，在極端條件下網(wǎng)絡(luò )也能穩定工作的問(wèn)題，美國SynergeTIc微系統公司和德國Hirschmann、JetterAG等公司專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)了機架導軌式集線(xiàn)器、交換機產(chǎn)品，安裝在標準DIN導軌上，并由冗余電源供電，接插件采用牢固的DB29結構�，F在已經(jīng)出現了特別設計用于連接工業(yè)應用中具有以太網(wǎng)絡(luò )接口的工業(yè)設備（如plc、hmi、dcs系統等）。 此外，在實(shí)際應用中，主干網(wǎng)可采用光纖傳輸，現場(chǎng)設備的連接則可采用屏蔽雙絞線(xiàn)，對于重要的網(wǎng)段還可以采用冗余網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，以此提高網(wǎng)絡(luò )的抗干擾能力和可靠性。 工業(yè)以太網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn) 1、通信確定性與實(shí)時(shí)性 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )不同于普通數據網(wǎng)絡(luò )的最大特點(diǎn)在于它必須滿(mǎn)足控制作用對實(shí)時(shí)性的要求，即信號傳輸要足夠快和滿(mǎn)足信號的確定性。實(shí)時(shí)控制往往要求對某些變量的數據準確定時(shí)刷新。由于Ethernet采用CSMA/CD方式，網(wǎng)絡(luò )負荷較大時(shí)，網(wǎng)絡(luò )傳輸的不確定性不能滿(mǎn)足工業(yè)控制的實(shí)時(shí)要求，故傳統以太網(wǎng)技術(shù)難以滿(mǎn)足控制系統要求準確定時(shí)通信的實(shí)時(shí)性要求，一直被視為“非確定性”的網(wǎng)絡(luò )。 2、安全性 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，很多現場(chǎng)不可避免地存在易燃、易爆或有毒氣體等，對應用于這些工業(yè)現場(chǎng)的智能裝置以及通信設備，都必須采取一定的防爆技術(shù)措施來(lái)保證工業(yè)現場(chǎng)的安全生產(chǎn)。 在目前技術(shù)條件下，對以太網(wǎng)系統采用隔爆、防爆的措施比較可行，即通過(guò)對Ethernet現場(chǎng)設備采取增安、氣密、澆封等隔爆措施，使現場(chǎng)設備本身的故障產(chǎn)生的點(diǎn)火能量不外泄，以保證系統運行的安全性。對于沒(méi)有嚴格的本安要求的非危險場(chǎng)合，則可以不考慮復雜的防爆措施。 但同時(shí)也引人了一系列的網(wǎng)絡(luò )安全向題，工業(yè)網(wǎng)絡(luò )可能會(huì )受到包括病毒感染、黑客的非法入侵與非法操作等網(wǎng)絡(luò )安全威脅。 工業(yè)以太網(wǎng)在協(xié)議里都引入了safety協(xié)議的概念，可以避免黑客對網(wǎng)絡(luò )監聽(tīng)和盜取以及信息的篡改，同時(shí)可以采用網(wǎng)關(guān)或防火墻等對工業(yè)網(wǎng)絡(luò )與外部網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行隔離，還可以通過(guò)權限控制、數據加密等多種安全機制加強網(wǎng)絡(luò )的安全管理。 3、穩定性與可靠性 傳統的Ethernet并不是為工業(yè)應用而設計的，沒(méi)有考慮工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境的適應性需要。由于工業(yè)現場(chǎng)的機械、氣候、塵埃等條件非常惡劣，因此對設備的工業(yè)可靠性提出了更高的要求。在工廠(chǎng)環(huán)境中，工業(yè)網(wǎng)絡(luò )必須具備較好的可靠性、可恢復性及可維護性。 為了解決在不間斷的工業(yè)應用領(lǐng)域，在極端條件下網(wǎng)絡(luò )也能穩定工作的問(wèn)題，可以采用導軌式交換機產(chǎn)品，安裝在標準DIN導軌上，并有冗余電源供電，接插件采用牢固的DB-9結構。 此外，在實(shí)際應用中，主干網(wǎng)可采用光纖傳輸，現場(chǎng)設備的連接則可采用屏蔽雙絞線(xiàn)，對于重要的網(wǎng)段還可采用冗余網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，以此提高網(wǎng)絡(luò )的抗干擾能力和可靠性。 4、總線(xiàn)供電問(wèn)題 總線(xiàn)供電（POE）是指連接到現場(chǎng)設備的線(xiàn)纜不僅傳輸數據信號，還能給現場(chǎng)設備提供工作電源。對于現場(chǎng)設備供電可以采取以下方法： 1）在目前以太網(wǎng)標準的基礎上適當地修改物理層的技術(shù)規范，將以太網(wǎng)的曼徹斯特信號調制到一個(gè)直流或低頻交流電源上，在現場(chǎng)設備端再將這兩路信號分離開(kāi)來(lái)。 2）不改變目前物理層的結構，而通過(guò)連接電纜中的空閑線(xiàn)纜為現場(chǎng)設備提供電源。 AO-Electronics 傲 壹 電 子 官網(wǎng)：http://www.aoelectronics.com 中文網(wǎng)：http://www.aoelectronics.cn 
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