現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展趨勢(shì)
目前以太網(wǎng)還只適合于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息層應(yīng)用。以太網(wǎng)是Byte級(jí)網(wǎng)絡(luò)，只能部分代替現(xiàn)場(chǎng)總線作用，而將以太網(wǎng)用于現(xiàn)場(chǎng)I/O級(jí)，這是目前工控領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。
1.Ethernet的優(yōu)勢(shì)
與以往控制網(wǎng)絡(luò)相比，以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)控制具有以下的優(yōu)勢(shì)：
(1)更高的通信帶寬。以太網(wǎng)是一種成熟、快速的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸速率為10～100Mb/s。新一代以太網(wǎng)傳輸速率更快，可達(dá)1Gb/s，能滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)通信需要，成為企業(yè)范圍的主干網(wǎng)絡(luò)。
(2)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層和企業(yè)管理層的無(wú)縫連接。以太網(wǎng)早已成為企業(yè)管理網(wǎng)絡(luò)的首選，將其應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)，將實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)的融合，促進(jìn)整個(gè)企業(yè)信息化的集成。
(3)控制系統(tǒng)成本降低。主要體現(xiàn)在兩方面：支持以太網(wǎng)通信的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備較低；熟悉以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)操作的用戶(hù)較多，整個(gè)系統(tǒng)培訓(xùn)、維護(hù)都較容易。
(4)更高穩(wěn)定性。光纖網(wǎng)絡(luò)已成為Internet的主干網(wǎng)絡(luò)，光纖所具有的良好抗噪聲干擾性能使得以太網(wǎng)更適合在實(shí)時(shí)監(jiān)控的高噪聲設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。
2.Ethernet在中國(guó)的應(yīng)用
目前國(guó)內(nèi)對(duì)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的理論研究主要局限于現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，部分學(xué)者對(duì)建立工業(yè)以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了探討，但仍停留在概念上，未能進(jìn)入實(shí)質(zhì)性研究階段，實(shí)際應(yīng)用還不多。
就目前我國(guó)網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)際情況和發(fā)展要求，工業(yè)控制系統(tǒng)將普遍以現(xiàn)場(chǎng)總線和DCS相結(jié)合作為控制系統(tǒng)的底層和中層，用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)；而將以太網(wǎng)用于控制系統(tǒng)的上層，以實(shí)現(xiàn)高速率的通信和網(wǎng)絡(luò)互連。
3.發(fā)展方向
基于以太網(wǎng)的控制網(wǎng)絡(luò)所具有的上述優(yōu)點(diǎn)是目前現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)所無(wú)法比擬的。另外，隨著寬帶以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)作為控制網(wǎng)絡(luò)在控制實(shí)時(shí)性方面的問(wèn)題正在逐步得以解決。雖然以太網(wǎng)采用的是帶碰撞檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)協(xié)議(CSMA/CD)，一般認(rèn)為該協(xié)議不能滿(mǎn)足控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求，但100Mb/s以太網(wǎng)已開(kāi)始廣泛應(yīng)用，千兆以太網(wǎng)產(chǎn)品也已出現(xiàn)；而且以太網(wǎng)交換技術(shù)的出現(xiàn)，通過(guò)全雙工交換技術(shù)，可完全避免CSMA/CD中的碰撞；還可方便實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬的最大利用率和最好實(shí)現(xiàn)性能。
所以，未來(lái)工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向必然是通過(guò)工業(yè)Ethernet網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互連，最后連接到Internet。
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