工业以太网的发展历程与应用前景

  工业以太网是在工业自动化和物联网领域广泛使用的通信网络,它具有应用广泛、价格低廉、通信速率高、软硬件产品丰富、应用支持技术成熟等优点,目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用,并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势。

  工业以太网的发展历程与应用前景

  1980年DEC、Intel和Xeox三家公司联合开发了初版Ethernet规范—DIX 1.0.1982年这三家公司又推出了修改版本DIX 2.0.并将其提交给EEE 802工作组,经IEEEE成员修改并通过后,成为IEEE的正式标准,并编号为IEEE 802.3.虽然Ethernet规范和IEEE 802.3规范并不完全相同,但一般认为Ethernet和正IEEE 802.3是兼容的。

   目前,工业以太网已经经历了多个阶段的发展。最早的工业以太网是基于标准的以太网技术,如IEEE 802.3.随着应用的深入,出现了许多定制的工业以太网协议,如Modbus/TCP和Profinet。从国际、国内工业以太网技术的发展来看,目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用,并成为事实上的标准。

  工业以太网技术的发展趋势

  1、工业以太网与现场总线相结合

  工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注。而现场总线经过十几年的发展,在技术上日渐成熟,在市场上也开始了全面推广,并且形成了一定的市场。就目前而言,全面代替现场总线还存在一些问题,需要进一步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构,开发出基于工业以太网的系列产品。因此,近一段时间内,工业以太网技术的发展将与现场总线相结合,具体表现在:

  (1) 物理介质采用标准以太网连线,如双绞线、光纤等;

  (2) 使用标准以太网连接设备(如交换机等),在工业现场使用工业以太网交换机;

  (3) 采用IEEE 802.3物理层和数据链路层标准、TCP/IP协议组;

  (4) 应用层(甚至是用户层)采用现场总线的应用层、用户层协议;

  (5) 兼容现有成熟的传统控制系统,如DCS、PLC等;

  这方面比较典型的应用有如法国施耐德公司推出“透明工厂”的概念,即将工厂的商务网、车间的制造网络和现场级的仪表、设备网络构成畅通的透明网络,并与Web功能相结合,与工厂的电子商务、物资供应链和ERP等形成整体。

  2、工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋

  随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展,为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础,从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍,为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。

  工业以太网的发展历程与应用前景如何?随着工业领域对生产制造管理的要求不断提高,提高设备联网能力和智能化管理是当务之急,越来越多的工业用户选择了工业以太网来实现自动化和信息化的无缝集成。

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