以太网在工业自动化中的应用

以太网在工业自动化中的应用摘 要 本文介绍了以太网技术的基础知识和在工业自动化中的应用，并通过实例分析了其系统的结构和功能，讲明了应用以太网技术是工业自动化的进展方向之一。 关键词 以太网 自动化 PLC(可编程序操纵器) DCS(集散操纵系统)1 引 言2 以太网技术介绍及其进展趋势 一样来讲，操纵系统网络可分为 3 层：信息层、操纵层和设备层(传感/执行层)。传统的操纵系统在信息层大都采纳以太网，而在操纵层和设备层一样采纳不同的现场总线或其他专用网络。目前，以太网差不多渗透到了操纵层和设备层，专门多的 PLC 和远程 I/O 供应商都能提供支持TCP/IP 的以太网接口的产品。以太网之因此给自动化市场带来风暴式的革命，要紧有 3 个缘故：（一）低成本的刺激和速度的提升；（二）现代企业对实时生产信息有越来越多的要求；（三）以太网的开放性和兼容性。 早期的以太网，多节点共享同一个传输媒体，称为共享以太网(Shared Ethernet)，节点间通信采纳广播方式，易发生冲突。共享以太网用CSMA/CD 技术来幸免冲突，即发送方检测到冲突就暂停发送，随机延迟一段时刻后再重新发送直到成功。由于延迟时刻是随机的，不能事先明白，因而共享以太网的时刻响应具有不确定性，不能用于强实时性场合。 交换以太网(Switched Ethernet)的显现克服了这一缺点， 以太网的交换机(Switch)是数据链路层(ISO/OSI 参考模型第二层)的多端口网桥，也能够讲是智能分配器。交换机将其治理的网络以星型拓扑结构划分为许多物理上互相隔离而逻辑上互相联系的节点，每一节点单独与交换机建立物理连接，在通信的时候交换机会在发送端口与同意端口间建立一个独占的全双工通道，它具有以太网的全部带宽并幸免冲突。 许多工业操纵系统正在致力于进展 IP 和以太网技术，当前快速进展的信息技术差不多成为工业操纵网络的一部分。目前，以太网技术的进展情形如表 1 所示。表 1 以太网技术进展情形现场总线协议对以太网的服务应 用基金会现场总线（FF）FF HSEFMS 与 UDP/IP 之间的映射ProfibusProfiNet与 TCP/IP 之间的接口ModbusModbus TCPModbus 与 TCP/IP 之间的接口ControlNet 和 DeviceNetCIP on 以太网CIP 与 TCP/IP 之间的接口LonWorksiLonLontalk 与 TCP/IP 之间的接口InterbusInterbus on 以太网与 TCP/IP 之间的接口3 串口上网技术 在系统网络化的过程里,由于许多传统的串口设备未具备联网能力,在操纵指...