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工業(yè)以太網你了解多少?工業(yè)以太網類型解析

2020-10-21
來源:中國工控網

  工業(yè)以太網的使用逐漸廣泛,業(yè)內人士對于工業(yè)以太網也更為熟悉。本文中,小編將對工業(yè)以太網的6大類型加以闡述。如果你對工業(yè)以太網具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

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  目前,被廣泛應用的工業(yè)以太網標準主要包括以下6個類型:

  (1)MODBUSTCP/IP

  施耐德電氣將以工業(yè)以太網為基礎的協同自動化解決方案作為發(fā)展戰(zhàn)略。MODBUS的系統(tǒng)可以很容易地升級到MODBUSTCP/IP。而用戶并不需要對原有系統(tǒng)重新投資。在使用MODBUS的串行連接方式,如RS485的情況下,可以提供相應的產品,非常容易地從現有的MODBUS系統(tǒng)更新或升級到MODBUSTCP/IP上。如果是使用了其他的網絡,也可以應用相應的gateway(網關)使其集成或升級到以太網系統(tǒng)里。

 ?。?)Ethernet/IP

  Ethernet/IP是一個面向工業(yè)自動化應用的工業(yè)應用層協議,是主推ControlNet現場總線的羅克韋爾自動化公司為以太網進入自動化領域所研究創(chuàng)造的以太網工業(yè)協議。它建立在標準UDP/IP與TCP/IP協議之上,利用固定的以太網硬件和軟件,為配置、訪問和控制工業(yè)自動化設備定義了一個應用層協議。Ethernet/IP協議由IEEE802.3物理層、數據鏈路層標準協議和控制與信息協議CIP等3個部分組成。

 ?。?)EthernetPOWERLINK

  EthernetPOWERLINK是一項在標準以太網介質上解決工業(yè)控制及數據采集領域數據傳輸實時性的技術。EthernetPOWERLINK擁有Ethernet的高速、開放性接口,以及CANopen在工業(yè)領域良好的SDO和PDO數據定義,在某種意義上說POWERLINK就是Ethernet上的CANopen,物理層、數據鏈路層使用了Ethernet介質,而應用層則保留了原有的SDO和PDO對象字典的結構。

 ?。?)PROFInet

  PROFINET由PROFIBUS國際組織推出,是新一代基于工業(yè)以太網技術的自動化總線標準。PROFINET囊括了諸如實時以太網、運動控制、分布式自動化、故障安全以及網絡安全等當前自動化領域的熱點話題,并作為跨供應商的技術完全兼容工業(yè)以太網和現有的現場總線(如PROFIBUS)技術,保護現有投資。

 ?。?)SERCOSIII

  Sercos(SerialRealTImeCommunicaTIonSystem,串行實時通信系統(tǒng))已在工廠自動化應用(適合機械工程和建筑)領域風靡了25年。SercosIII是第三代協議,制定于2003年。這種具有高效性和確定性的通信協議可將Sercos接口的實時數據交換與以太網相融合。SERCOSIII是SERCOS成熟的通信機制和工業(yè)以太網相結合的產物,它既具有SERCOS的實時特性,又具有以太網的特性。

 ?。?)EtherCAT

  EtherCAT最初由德國倍福自動化有限公司研發(fā)。EtherCAT為系統(tǒng)的實時性能和拓撲的靈活性樹立了新的標準,同時,它還符合甚至降低了現場總線的使用成本。EtherCAT的特點還包括高精度設備同步,可選線纜冗余,和功能性安全協議(SIL3)。

  根據從站設備的實現方式,可將工業(yè)以太網分為三個類型:

  第一類:采用通用硬件和標準TCP/IP協議。Modbus/TCP、PROFInet/CbA、Ethernet/IP均采用這種方式。使用標準TCP/IP協議和通用以太網控制器,所有的實時數據(如過程數據)和非實時數據(如參數配置數據)均通過TCP/IP協議傳輸。其優(yōu)點是成本低廉,實現方便,完全兼容標準以太網。在具體實現中某些產品可能通過更改或優(yōu)化TCP/IP協議以獲得更好的性能,但實時性始終受到底層結構的限制。

  第二類:采用通用硬件和定義實時數據傳輸協議。EthernetPowerlink、PROFInet/RT采用這種方式。采用通用以太網控制器但不使用TCP/IP協議來傳輸實時數據,而是定義了一種專用的包含實時層的實時數據傳輸協議,用來傳輸對實時性要求很高的數據,TCP/IP協議??赡芤廊淮嬖?,用來傳輸非實時數據,但是其對以太網的讀取受到實時層的限制,以提高實時性能。這種結構的優(yōu)點是實時性較強,硬件與通用以太網兼容。

  第三類:采用專用硬件和自定義實時數據傳輸協議。EtherCAT、PROFInet/IRT、SERCOS-III采用這種方式。這種方式在第二類的基礎上使用專有以太網控制器以進一步優(yōu)化性能。其優(yōu)點是實時性強,缺點是成本較高,需使用專有協議芯片、交換機等。


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