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工業以太網是以太網、甚至互聯網技術延伸到工業應用環境的產物。安全
工業以太網既屬於信息網絡技術,也屬於控制網絡技術。網絡
工業以太網要繼承或部分繼承以太網原有核心技術的基礎上,應對適應工業環境性、通訊實時性、時間發佈、各節點的時間同步、網絡的功能安全和信息安全等問題,提出相應的解決方案,並添加控制應用功能,還要針對某些特殊的應用場合提出的網絡供電、本安防爆等要求給出解決方案。分佈式
從實際應用情況分析,工業以太網的應用場合各不相同,他們有的做爲工業網路應用環境下的信息網絡,有的做爲現場總線的高速(或上層)網段,有的是基於普通以太網的控制網絡,而有的則是基於實時以太網技術的控制網絡。
不一樣網絡層次,不一樣應用場合須要解決的問題就須要特點技術的內容各不相同。post
(1)應對環境適應性的特點技術spa
在工業以太網環境下,建議採用帶緊鎖機構的鏈接件,採用防雨、防塵、防電磁干擾的封裝外殼,採用DIN導軌式安裝結構的工業級產品。htm
防禦等級的產品,使其在溫溼度、強度、干擾、輻射等環境參數方面知足工業現場的需求。blog
(2)應對通訊非肯定性的緩解措施繼承
控制網絡的數據通訊必須知足控制做用對通訊肯定性、實時性的要求。而後以太網採用IEEE802.3的標準,採用CSMA/CD會出現幾個節點同時發送才生衝突的可能性。,因此沒法知足控制網絡的需求。get
工業以太網能夠利用以太網原有技術優點,揚長避短,緩解以上問題,以下:
① 利用以太網的高通訊速率,相同通訊量的條件下,提升通訊速率能夠減小通訊信號佔用傳輸介質的時間。
②控制網絡負荷,減小網絡負荷也能夠減小信號的衝突,提升網絡通訊的肯定性。
③採用全雙工以太網技術,一對用來發送數據,一對用來接受數據。
④採用交換式以太網技術
可若是想完全解決通訊的肯定性和實時性問題,應採用實時以太網技術。
(3)實時以太網技術
IEC 61784-2中包括了11個實時以太網的PAS文件,他們分別是EtherNet/IP、PROFINET、P-NET、Interbus、VNET/IP、TCnet、EtherCAT、EtherNet Powerlink、EPA、Modebus-RTPS、SERCOS-III 。
①如下列舉了幾種實時以太網的參考模型。
Modebus/TCP和EtherNet/IP在應用層如下的部分沿用了普通以太網技術,能夠在普通以太網心痛控制器ASIC芯片基礎上,藉助上層的通訊調度軟件實現其實時功能。
EtherCAT、EtherNet Powerlink和PROFINET都須要特別的通訊控制ASIC支持。
②實時以太網的媒體訪問控制
衆多方案中,在對標準CSMA/CD協議進行改進後造成RT-CSMA/CD就是其中一種。
在RT-CSMA/CD的實時以太網上,網絡節點被劃分爲實時節點和非實時節點兩類。
③ IEEE 1588精確時間同步協議
IEEE 1588定義了一種精確時間同步協議PTP,它的進本功能是使分佈式網絡內各節點的時鐘與該網絡中的基準時鐘保持同步。
它不只用於標準以太網,也適用於採用組播技術的其餘分佈式總線系統,已經收到工業以太網相關組織的普遍關注與採納。
(4)網絡供電
工業以太網目前提出的網絡供電方案一是沿用IEEE802.3af規定的網絡供電方式; 而是採用雙絞線內空閒線對向網絡節點設備供電。
(5)本質安全
本質安全是指將送往易燃易爆危險場合的能量控制在引發火花所需能量的限度以內,從根本上防止在危險場合產生電火花而使系統安全獲得保障。
因此,對網絡節點設備的功耗,設備所使用的電容、電感等儲能元件的參數,以及網絡鏈接部件提出了新的要求。