1.现场总线存在的问题
现有的现场总线标准过多,不同的现场总线不能兼容,不能实现透明的信息互访和信息的无缝集成。现场总线(不包括基于以太网的现场总线)是专用的网络,不像以太网那样得到了极其广泛的应用。因此硬件费用较高,传输速率较低,支持的应用有限,不能与互联网集成。
2.以太网的优点
以太网的市场占有率高达80%,它具有以下优点:
1)工业以太网采用TCP/IP,可以通过以太网将自动化系统连接到企业内部互联网(Intranet)、外部互联网(Extranet)和因特网(Internet)。不需要额外的硬件设备,就可以实现管理网络与控制网络的数据共享,即实现“管控一体化”。不需要专用的软件,可以用IE浏览器访问控制终端的数据。通过交换技术可以提供实际上没有限制的通信性能。
2)以太网的灵活性好,现有的设备可以不受影响地扩展。可以采用冗余的网络拓扑结构,可靠性高。通过有线电话网和无线电话网,可以用以太网实现远程数据交换。
近年来,为了满足实时性应用的需要,各大公司和标准化组织纷纷提出了各种提升工业以太网实时性的解决方案,从而产生了实时以太网。2007年出版的IEC61158第4版的20种现场总线中,实时以太网占了10种(见1.1.3节),可见,实时以太网已成为现场总线发展的主要方向。
3.传统以太网存在的问题
以太网采用载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)的机制,两个工作站发生冲突时,必须延迟一定的时间后重发报文。发生堵塞时,有的报文可能长时间发送不出去,造成了通信时间的不确定性。所以传统的以太网一般不能用于工业自动化控制,但是可以用于实时性要求不高的场合。商用以太网一般用于办公室环境,不能用于恶劣的工业现场环境。
4.SIMATIC工业以太网的特点(www.xing528.com)
工业以太网通信用于管理层和车间层的控制器之间或控制器与PC之间的通信,一般数据量较大,传输距离较远,传输速率快,可以适应环境恶劣和抗干扰要求高的工业场合。工业以太网有以下特点:
1)与IEEE802.3及IEEE802.3u兼容,产品的设计制造充分考虑到工业应用的需要。
2)抗干扰能力强,可以用于严酷的工业现场环境。
3)采用标准导轨安装,容易安装和更换。能方便地组成各种网络拓扑结构。
4)10Mbit/s/100Mbit/s自适应传输速率,最多1024个网络节点,网络最大范围为150km。
5)可用DC24V冗余供电,实现冗余连接。
6)故障自动恢复,网络出现故障时(例如断线或交换机故障)最大网络重构时间小于0.3s。
7)快速的网络故障定位与诊断。
8)支持虚拟局域网技术,将网络划分为几个虚拟的子网,可以有效地减轻网络负荷。
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