论工业以太网的技术特点及应用

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1、论工业以太网的技术特点及应用工业以太X以其特殊的、独具的特点，被广泛应用于工业领域，本文主要论述了以太X技术的由来、技术特点以及应用现状，对工业以太X的发展和实际应用，进行一些探讨和研究。1工业以太X由来和发展1980年，Xerox，Inter与DigitalEquipment等公司成功研制了以太X1.0版，这标志着以太X正式诞生。随后，IEEE802.3标准正式发布，那就是1983年的以太X2.0版本。1985年，以太X技术通过SiemensSINECH1顺利进入了工业通讯领域。随着X络的不断发展及用户数量的持续增加，以太X的传输速率从10Mb/s扩大到100Mb/s，这就是

2、现在的快速以太X(FastEther)。在之后的几年发展中，快速以太X成为了IEEE802.3标准，并被广泛应用于工业通信中。目前，工业领域正在研究建立千兆以太X，这就是10Gigabit标准。2工业以太X的技术特点2.1通信中的确定性与实时性传统的Ether在实际的实验和检测中，采用了CSMA/CD碰撞检测方式。其最大弊端就是工作过程中会产生很大的负荷，影响X络传输，从而导致控制系统及其他各系统的实时性很差。因此，它的功能作用是非确定性的，人们在实际应用中对其也有很多诟病。相比之下，快速以太X的产生与发展，以及交换式以太X技术的开发和应用，成为了克服和解决非确定性问题新的“突

3、破口”。(1)Ether的通信速率增长非常快，也特别实用。它已经从10M、100M增加到现在的1000M乃至10G。在相同情况下，通过提高工业通信速率，极大减轻在实际工作过程中的X络负载量，极大减小X络延迟，从而极大降低在X络传输中的碰撞机率。(2)工业中交换机的使用，特别是开发了星型拓扑结构，最终在实际运行和操作中，将整个X络分割成数个X段，这就使得数据传输由大变小，更方便更快捷。而当制造商生产出Ether交换机后，它的数据存储功能及数据转发功能，大大缓解了X络传输过程中数据的堵塞，使得每个端口间输入输出数据帧可以有一定程度的缓冲，也大大降低了X络数据碰撞概率。(3)交换机功

4、能作用得以充分发挥，它在X络传输时可以起到过滤的作用，无论是任何X段、任何节点的X络传输数据，都会被限制在本地X段内，而根本不经过主干X，这就大大降低了X络负载。2.2通信中的稳定性与可靠性首先，Ether在X络通信应用中，所用到的都是根据需求而设计生产出来的集线器、交换机、接插件等。其作用就是为了解决工业生产过程中遇到的一些诸如环境、硬件等带来的影响，比如高温、低温及防尘等。为增加以太X在工业运用中的稳定性，导轨式集线器被开发运用起来，同时，还有很多公司研发了各类交换机等产品。在实际使用中：(1)将它们安装在DIN导轨上;(2)供电方式采用冗余电源供电;(3)把DB.9结构应

5、用于接插件，通过这三种方式，大大增加工业以太X的稳定性。其次，随着工业X络的发展，人们对Ethemet总线供电进行了进一步的规范和定义。在工业现场，有以下3种情况：(1)主干X光纤传输;(2)连接现场设备采用屏蔽双绞线;(3)重要X段使用冗余X络技术。这样，通过这种规避和应用，使得X络抗干扰能力大大提高，这也从另一个方面提高了以太X的稳定性和可靠性。2.3X络协议的统一性与通用性目前，以太X比较广泛使用为3种X络协议：2.3.1HSE随着X络协议的发展，现场总线基金会在众多协议中，确定HSE为为实现控制X络以及互联X的集成。HSE的工作流程为，HSE链接设备负责X络信息传输，路

6、径为H1X段信息—以太X主干—企业ERP和管理系统。至此，操作人员可以直接应用X络浏览器观看工业现场运行和运作情况，特别是现场的X络设备也可从X络中获得各种想要知道的信息。HSE同时具有“两大功能”，一个是X桥功能，一个是X关功能。拥有这“两大功能”的好处是，在通信过程中，数据传输不需要主机干预，而是直接在不同X段的H1设备之间进行对等通信;HSE主机可与所有设备及所有的H1设备进行通信，并使操作数据能传输到远程现场设备，同时还可接收现场设备数据信息，实现监控和报表功能。2.3.2PROFIProfibus国际组织结合工业控制要求及Profibus的技术特点，提出了以以太X为基

7、础的PROFI。它包含3方面技术：(1)分布式自动化系统，它以通用对象模型()为基础;(2)明确了Profibus和以太X间的通信;(3)提供了设备层和系统层，这个设备层和系统层独立于制造商。这个特点，确保了全部Profibus设备及相关协议可以在PROFI中使用。2.3.3EtherIP这种协议有3个突出特点：(1)结构为星形拓扑结构;(2)通过交换机点对点连接设备;(3)适用性强，特别是同时适合于10Mbps和100Mbps以太X产品。采用这种协议，最终能够提高设备间互操作性，特别是Co