工业以太网的技术特点

时间:2023-03-17来源:佚名

工业以太网的技术特点

前面阐述了商用以太网和工业以太网的4个区别,那针对这些区别工业以太网又是如何设计并满足工业自动化条件的呢?让我来看一看吧!
  1、通信确定性与实时性
  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Ethernet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。
  工业以太网采取了以下措施使得该问题基本得到解决:
  1.采用快速以太网加大网络带宽。
  Ether-net的通信速率从10、100 Mb/s增大到如今的1、10Gb/s。在数据吞吐量相同的情况下,通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小,即网络碰撞机率大大下降,从而提高其实时性。
  2.采用全双工交换式以太网。
  用交换技术替代原有的总线型CSMA/CD技术,避免了由于多个站点共享并竞争信道导致发生的碰撞,减少了信道带宽的浪费,同时还可以实现全双工通信,提高信道的利用率。
  3.降低网络负载。
  工业控制网络与商业控制网络不同,每个结点传送的实时数据量很少,一般为几个位或几个字节,而且突发性的大量数据传输也很少发生,因此可以通过限制网段站点数目,降低网络流量,进一步提高网络传输的实时性。
  4.应用报文优先级技术。
  在智能交换机或集线器中,通过设计分类报文的优先级和QOS来提高传输的实时性。
  2、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。
  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。
  工业以太网在协议里都引入了safety协议的概念,可以避免黑客对网络监听和盗取以及信息的篡改,同时可以采用网关或防火墙等对工业网络与外部网络进行隔离,还可以通过权限控制、数据加密等多种安全机制加强网络的安全管理。
  3、稳定性与可靠性
  传统的Ethernet并不是为工业应用而设计的,没有考虑工业现场环境的适应性需要。由于工业现场的机械、气候、尘埃等条件非常恶劣,因此对设备的工业可靠性提出了更高的要求。在工厂环境中,工业网络必须具备较好的可靠性、可恢复性及可维护性。
  为了解决在不间断的工业应用领域,在极端条件下网络也能稳定工作的问题,可以采用导轨式交换机产品,安装在标准DIN导轨上,并有冗余电源供电,接插件采用牢固的DB-9 结构。
  此外,在实际应用中,主干网可采用光纤传输,现场设备的连接则可采用屏蔽双绞线,对于重要的网段还可采用冗余网络技术,以此提高网络的抗干扰能力和可靠性。
  4、总线供电问题
  总线供电(POE)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。对于现场设备供电可以采取以下方法:
  1.在目前以太网标准的基础上适当地修改物理层的技术规范,将以太网的曼彻斯特信号调制到一个直流或低频交流电源上,在现场设备端再将这两路信号分离开来。
  2.不改变目前物理层的结构,而通过连接电缆中的空闲线缆为现场设备提供电源。

相关阅读

电工带电操作是先接零线?还是先接火线?为了安全,还要了解一下!

电工在带电作业时,先断火线,后断零线。接线时相反,先接零线后接火线。 当有用电电器负载的请况下,不管先接火线还是零线都会产生电弧的,用电器的功率越大产生的电弧越大,...
2023-06-11
电工带电操作是先接零线?还是先接火线?为了安全,还要了解一下!

核电站内到底是什么样子?大家了解多少?一组漫画帮你轻松了解它

核电,大家了解多少,首先咱们先看一幅漫画,对核电站有一个整体的了解。 接下来 咱们走进加拿大达林顿核电站看看 达林顿核电机组 达林顿核电站位于安大略省达林顿,共有4台重...
2023-06-11

大学老师讲PID:电工师傅能听懂的自动调节干货

各位电工师傅大家好,我是一名大学自动化专业的老师,今天不用复杂公式、不讲生僻术语,就用咱现场干活能听懂的大白话,把PID自动调节讲透。咱们干工控、搞设备调试,经常碰到温度、...
2026-04-13
大学老师讲PID:电工师傅能听懂的自动调节干货

6组漫画有料有趣助你轻松了解枯燥的电气安全知识,还不戳进来?

看腻了各种枯燥的电气安全文章 原来,还能这么讲! 下面6组漫画有料、有趣,助你轻松了解枯燥的电气安全知识! 来来来,就利用3分钟时间哦! 本漫画来源安全家,仅代表脚本创作...
2023-06-11
6组漫画有料有趣助你轻松了解枯燥的电气安全知识,还不戳进来?

一种陶瓷贴片电容失效率以及寿命的评估方法

1. 陶瓷电容发展现状与趋势 陶瓷电容自诞生以来,就朝着小尺寸、大容量的趋势发展。近年来,0201和0402封装已成为行业主流,这两种封装的需求量已超过总需求的70%;01005、008004等更...
2023-03-31

热销商品

EPDM配电箱机柜密封条三元乙丙橡胶半圆海绵自粘发泡胶条20*10mm

EPDM配电箱机柜密封条采用优质三元乙丙橡胶(EPDM)材质,具备优异的耐候性、耐臭氧、耐高低温(-40℃~+120℃)及抗老化性能,适用于户外及严苛环境。其半圆海绵结构设计,兼具...
1.08

加长球头内六角扳手L型六方棱套装万能2 2.5 3 4 5 6 8 10-30号mm

加长球头内六角扳手L型六方棱套装(22.5–30mm)专为高扭矩与深孔作业设计,适用于机械维修、工业装配及精密设备维护。套装涵盖22.5、3、4、5、6、8、10至30mm等多种规...
1.15

京生国标包塑金属软管 穿线波纹管电线套管蛇皮护线管16 20 25 40

京生国标包塑金属软管(穿线波纹管/电线套管/蛇皮护线管)规格涵盖16、20、25、40mm,采用优质镀锌钢带为基材,外层包覆阻燃PVC,兼具柔韧性与抗压性。产品符合国家标准,具...
1.05

内六角扳手套装梅花螺丝刀6角六棱内六方六边形加长万能板手工具

内六角扳手套装是一款多功能精密工具,适用于拧紧或拆卸内六角螺丝,广泛应用于家具组装、自行车维修、机械设备及电子产品等领域。套装包含多种规格(如1.5mm至10mm)的6...
8.9

L型内六角扳手内六角螺丝刀单个内六方形匙套装0.9-2-3-4-5-6-8mm

L型内六角扳手套装,包含0.9、2、3、4、5、6、8mm共七种常用规格,适用于各类内六角螺丝的拧紧与拆卸。采用高强度合金钢制造,表面经防锈处理,坚固耐用,抗磨损性强。L型...
2.23

网站栏目