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UniMAT亿维:工业以太网和商用以太网的区别

关键词:工业以太网 工业控制系统 以太网

时间:2016-05-04 13:11:05       来源:供稿:深圳市亿维自动化技术有限公司

工业以太网即在工业领域使用的以太网,一般是数据链路层和物理层使用目前商用以太网的标准,而应用层被各个厂家重新定义,如西门子PROFINET,贝加莱POWERLINK等,为的是使以太网具有实时传输的性能,更适合工业现场的使用要求。而商用以太网是以办公自动化为目标设计的,并不完全符合工业环境和标准的要求。二者的区别如下:

1、通信的确定性

工业控制网络不同于普通数据网络的最大特点在于它必须满足控制作用对实时性的要求,即信号传输要足够快和满足信号的确定性。实时控制往往要求对某些变量的数据准确定时刷新。由于以太网采用CSMA/CD方式,网络负荷较大时,网络传输的不确定性不能满足工业控制的实时要求,故传统以太网技术难以满足控制系统要求准确定时通信的实时性要求,一直被视为“非确定性”的网络。

2、通信的实时性

在工业控制系统中,实时可定义为系统对某事件的反应时间的可测性。也就是说,在一个事件发生后,系统必须在一个可以准确预见的时间范围内做出反映。然而,工业上对数据的传递的实时性要求十分严格,往往数据的更新是在数十ms内完成的。而同样由于以太网存在的CSMA/CD机制,当发生冲突的时候,就得重发数据,最多可以尝试16次之多。很明显这种解决冲突的机制是以付出时间为代价的。而且一但出现掉线,那怕是仅仅几秒种的时间,就有可能造成整个生产的停止甚至是设备,人身安全事故。

3、高稳定性与可靠性

传统的以太网在设计之初并不是为工业应用而设计的,没有考虑工业现场环境的恶劣的工况,严重的线间干扰以及机械、气候、尘埃等条件的恶劣,而且以太网的抗干扰(EMI)性能非常差,应用于危险场合时,不具备本质安全性能。因此对设备的工业可靠性提出了更高的要求。同时在生产环境中工业网络必须具备较好的可靠性,可恢复性,以及可维护性。即保证一个网络系统中任何组件发生故障时,不会导致应用程序,操作系统,甚至网络系统的崩溃和瘫痪。

4、安全性

在工业生产过程中,很多现场不可避免地存在易燃、易爆或有毒气体等,对应用于这些工业现场的智能装置以及通信设备,都必须采取一定的防爆技术措施来保证工业现场的安全生产。在目前技术条件下,对以太网系统采用隔爆、防爆的措施比较可行,即通过对Ethernet现场设备采取增安、气密、浇封等隔爆措施,使现场设备本身的故障产生的点火能量不外泄,以保证系统运行的安全性。对于没有严格的本安要求的非危险场合,则可以不考虑复杂的防爆措施。(今天的转发暗号:亿维公司口号:信赖,源自品质;信任,铸就品牌)

工业系统的网络安全是工业以太网应用必须考虑的另一个安全性问题。工业以太网可以将企业传统的三层网络系统,即信息管理层、过程监控层、现场设备层,合成一体,使数据的传输速率更快、实时性更高,并可与Internet无缝集成,实现数据的共享,提高工厂的运作效率。但同时也引人了一系列的网络安全向题,工业网络可能会受到包括病毒感染、黑客的非法入侵与非法操作等网络安全威胁。

5、总线供电问题

总线供电(或称总线馈电)是指连接到现场设备的线缆不仅传输数据信号,还能给现场设备提供工作电源。以太网从设计之初就没有考虑到这一问题,而工业现场存在着大量的总线供电需求。

正因为有以上诸多问题,普通的商用以太网是不能够直接用于工业现场的控制的。为了解决这些问题工业以太网便应运而生。

 

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