工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)
2003/3/24 14:13:00
2003年3月20號(hào),在上海新國(guó)際展覽中心的INTERKAMA CHINA 2003展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)論壇上,上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所的繆學(xué)勤教授級(jí)高工主講了名為《工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的最新進(jìn)展》的技術(shù)講座。講座上,來自工控各個(gè)領(lǐng)域和高等院校,研究院的的技術(shù)人員,工程師濟(jì)濟(jì)一堂認(rèn)真聽取了講座,表現(xiàn)了業(yè)界人士對(duì)此領(lǐng)域發(fā)展情況的緊密關(guān)切。
在該論壇上, 繆學(xué)勤高工首先介紹了工業(yè)以太網(wǎng)的形成。由于歷史原因,現(xiàn)存的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)互不兼容,導(dǎo)致了不同公司的產(chǎn)品之間難以實(shí)現(xiàn)高速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴},由此,人們開始轉(zhuǎn)向開發(fā)一種能結(jié)合IT技術(shù)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架,即工業(yè)以太網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)是由NTI(New Technology of Information)滲透至工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域引起其變革的技術(shù)產(chǎn)物,它將簡(jiǎn)化自動(dòng)控制系統(tǒng),并降低系統(tǒng)成本。
隨后,繆高工論述了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的最新進(jìn)展,并且對(duì)4種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的主要分歧進(jìn)行了分析。
1. Ethernet IP:此種工業(yè)以太網(wǎng)采用有源交換器,用來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線及其設(shè)備與以太網(wǎng)的無縫連接。另外,以太網(wǎng)為星行結(jié)構(gòu),有利于方便簡(jiǎn)單的接線和維護(hù)等工作的進(jìn)行。在其星行結(jié)構(gòu)中,采用通信組件,使其可以兼容Rockwell的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備。而Ethernet IP的通信模型也有其自身特點(diǎn):在第一層至第四層上,采用Ethernet 802.3協(xié)議,之上采用TCP/IP,而在用戶層上,采用CIP規(guī)范,使Control Net, Device Net 和Ethernet 共享用戶層和應(yīng)用層。
2. FF HSE(High Speed Ethernet) :這是由FF基金會(huì)推出的一種以太網(wǎng)構(gòu)架。HSE采用星行構(gòu)架,并采用交換器連接FF的現(xiàn)場(chǎng)總線裝置,實(shí)現(xiàn)無縫操作。其中的交換機(jī)還有防火墻作用,能有效抵抗干擾。此種以太網(wǎng)最重要的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了各種級(jí)別的冗余功能,保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。其通信模型的低層采用Ethernet TCP/IP協(xié)議,用戶層和應(yīng)用層則可由現(xiàn)場(chǎng)總線和HSE共用。
3. PROFI NET :是由西門子提出的以太網(wǎng)構(gòu)架。由于西門子倡導(dǎo)保護(hù)過去投資,故其PROFINET的推出充分考慮了與PROFIBUS 的兼容性,實(shí)現(xiàn)了兩者的無縫連接。而在通信模型中,PROFINE最大的特點(diǎn)是在其用戶層是基于組件的,而依靠工程設(shè)計(jì)模型實(shí)現(xiàn)了組件的連接,從而系統(tǒng)中便可接入多個(gè)供應(yīng)商的設(shè)備。
4. IDA 與上述3個(gè)架構(gòu)不同,IDA則采用了從設(shè)備底層到高層的完全工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)架,這是依靠Mod Bus實(shí)現(xiàn)的。
在分別闡述了各種現(xiàn)存的工業(yè)以太網(wǎng)后,繆高工綜合論述了四者的異同:在結(jié)構(gòu)上,前三者都分別對(duì)應(yīng)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線的底層結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)合。而只有IDA不同,采用了完全的以太網(wǎng)構(gòu)架,使以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中直接兼容了設(shè)備,而無須現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu);在應(yīng)用上,F(xiàn)F HSE 是應(yīng)用于過程自動(dòng)化的連續(xù)控制過程的,而其他三者則常用于斷續(xù)控制的。
然而,繆高工分析認(rèn)為,用戶是希望兼容和統(tǒng)一的,希望各種設(shè)備及協(xié)議縮小差距。應(yīng)于這種呼聲,國(guó)際上有3個(gè)組織來努力建立一個(gè)統(tǒng)一的以太網(wǎng)環(huán)境:IAONA, ODVA,IDA。在此,繆高工強(qiáng)調(diào),要建立的統(tǒng)一并非原概念的統(tǒng)一,而是要吸收Internet的先進(jìn)技術(shù)成果,采用TCP/IP, 應(yīng)用于工業(yè)以太網(wǎng),由此建立統(tǒng)一的以太網(wǎng)環(huán)境。
最后,繆高工總結(jié)道,迫于市場(chǎng)的壓力,各國(guó)對(duì)推進(jìn)Ethernet/IP工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)基本達(dá)成共識(shí),一個(gè)具有互操作性的統(tǒng)一工業(yè)以太網(wǎng)在2-3年內(nèi)是可以實(shí)現(xiàn)的。
在該論壇上, 繆學(xué)勤高工首先介紹了工業(yè)以太網(wǎng)的形成。由于歷史原因,現(xiàn)存的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)互不兼容,導(dǎo)致了不同公司的產(chǎn)品之間難以實(shí)現(xiàn)高速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴},由此,人們開始轉(zhuǎn)向開發(fā)一種能結(jié)合IT技術(shù)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架,即工業(yè)以太網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)是由NTI(New Technology of Information)滲透至工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域引起其變革的技術(shù)產(chǎn)物,它將簡(jiǎn)化自動(dòng)控制系統(tǒng),并降低系統(tǒng)成本。
隨后,繆高工論述了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的最新進(jìn)展,并且對(duì)4種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的主要分歧進(jìn)行了分析。
1. Ethernet IP:此種工業(yè)以太網(wǎng)采用有源交換器,用來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線及其設(shè)備與以太網(wǎng)的無縫連接。另外,以太網(wǎng)為星行結(jié)構(gòu),有利于方便簡(jiǎn)單的接線和維護(hù)等工作的進(jìn)行。在其星行結(jié)構(gòu)中,采用通信組件,使其可以兼容Rockwell的現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備。而Ethernet IP的通信模型也有其自身特點(diǎn):在第一層至第四層上,采用Ethernet 802.3協(xié)議,之上采用TCP/IP,而在用戶層上,采用CIP規(guī)范,使Control Net, Device Net 和Ethernet 共享用戶層和應(yīng)用層。
2. FF HSE(High Speed Ethernet) :這是由FF基金會(huì)推出的一種以太網(wǎng)構(gòu)架。HSE采用星行構(gòu)架,并采用交換器連接FF的現(xiàn)場(chǎng)總線裝置,實(shí)現(xiàn)無縫操作。其中的交換機(jī)還有防火墻作用,能有效抵抗干擾。此種以太網(wǎng)最重要的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了各種級(jí)別的冗余功能,保證了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。其通信模型的低層采用Ethernet TCP/IP協(xié)議,用戶層和應(yīng)用層則可由現(xiàn)場(chǎng)總線和HSE共用。
3. PROFI NET :是由西門子提出的以太網(wǎng)構(gòu)架。由于西門子倡導(dǎo)保護(hù)過去投資,故其PROFINET的推出充分考慮了與PROFIBUS 的兼容性,實(shí)現(xiàn)了兩者的無縫連接。而在通信模型中,PROFINE最大的特點(diǎn)是在其用戶層是基于組件的,而依靠工程設(shè)計(jì)模型實(shí)現(xiàn)了組件的連接,從而系統(tǒng)中便可接入多個(gè)供應(yīng)商的設(shè)備。
4. IDA 與上述3個(gè)架構(gòu)不同,IDA則采用了從設(shè)備底層到高層的完全工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)架,這是依靠Mod Bus實(shí)現(xiàn)的。
在分別闡述了各種現(xiàn)存的工業(yè)以太網(wǎng)后,繆高工綜合論述了四者的異同:在結(jié)構(gòu)上,前三者都分別對(duì)應(yīng)一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線的底層結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)合。而只有IDA不同,采用了完全的以太網(wǎng)構(gòu)架,使以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)中直接兼容了設(shè)備,而無須現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu);在應(yīng)用上,F(xiàn)F HSE 是應(yīng)用于過程自動(dòng)化的連續(xù)控制過程的,而其他三者則常用于斷續(xù)控制的。
然而,繆高工分析認(rèn)為,用戶是希望兼容和統(tǒng)一的,希望各種設(shè)備及協(xié)議縮小差距。應(yīng)于這種呼聲,國(guó)際上有3個(gè)組織來努力建立一個(gè)統(tǒng)一的以太網(wǎng)環(huán)境:IAONA, ODVA,IDA。在此,繆高工強(qiáng)調(diào),要建立的統(tǒng)一并非原概念的統(tǒng)一,而是要吸收Internet的先進(jìn)技術(shù)成果,采用TCP/IP, 應(yīng)用于工業(yè)以太網(wǎng),由此建立統(tǒng)一的以太網(wǎng)環(huán)境。
最后,繆高工總結(jié)道,迫于市場(chǎng)的壓力,各國(guó)對(duì)推進(jìn)Ethernet/IP工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)基本達(dá)成共識(shí),一個(gè)具有互操作性的統(tǒng)一工業(yè)以太網(wǎng)在2-3年內(nèi)是可以實(shí)現(xiàn)的。
提交
查看更多評(píng)論
其他資訊
智光節(jié)能內(nèi)蒙古阿拉善左旗瀛海建材余熱發(fā)電機(jī)組首次啟動(dòng)成功
智光電氣臺(tái)州電廠給水泵系統(tǒng)節(jié)能改造項(xiàng)目成功投運(yùn)
智光節(jié)能榮登2014年度全國(guó)節(jié)能服務(wù)公司百強(qiáng)榜第五位
索引程序編程凸輪表
奧越信300系列PLC手冊(cè)