試析工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展中以太網(wǎng)的應(yīng)用

摘要：以太網(wǎng)，是目前應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，隨著計算機技術(shù)的不斷完善和普及，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸深入到各個領(lǐng)域，有效的提升了辦公效率和通信效率，促進了社會經(jīng)濟的快速發(fā)展。工業(yè)領(lǐng)域較強對以太網(wǎng)的應(yīng)用進和優(yōu)化，對于工業(yè)生產(chǎn)來說也具有非常重要的意義。本文就工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展中以太網(wǎng)的應(yīng)用展開分析和論述，指出了當(dāng)前以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用的主要問題，并提出了合理的改善策略，希望對于我國工業(yè)發(fā)展起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)領(lǐng)域；以太網(wǎng)；問題；措施

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 17-0000-02

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計算機信息技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用，很大程度上提升了信息傳輸效率和辦公效率，成為現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展過程中不可缺少的重要通訊媒質(zhì)。以太網(wǎng)，由美國施樂公司研制，是目前應(yīng)用最廣的局域網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，推動以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的發(fā)展和應(yīng)用，能夠有效解決工業(yè)現(xiàn)場的不確定和實時性等問題，促進工業(yè)生產(chǎn)活動的順利開展。目前，以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的開發(fā)和研究，越來越受到人們的關(guān)注，是未來工業(yè)發(fā)展的主要方向。

1 以太網(wǎng)的優(yōu)勢分析

1.1 技術(shù)成熟。以太網(wǎng)是目前應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，采用統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議TCP/IP，技術(shù)方面的成熟，為以太網(wǎng)的普及和應(yīng)用提供了非?？煽康谋Ｕ?。目前，以太網(wǎng)在大多行業(yè)中都得到了非常廣泛的應(yīng)用，被廣大用戶所熟悉，普及率非常高。

1.2 通訊效率高。以太網(wǎng)同其他通信技術(shù)相比，在通訊效率方面存在非常大的應(yīng)用優(yōu)勢。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以太網(wǎng)的傳輸效率發(fā)生了非常大的改善，從10mibs/s到100mibt/s，到目前的10Gbit/s的以太網(wǎng)傳輸效率，能夠有效滿足不同用戶對以太網(wǎng)系統(tǒng)的需求，保證了以太網(wǎng)的應(yīng)用和普及。

1.3 價格低廉。價格低廉，是以太網(wǎng)系統(tǒng)的另一重要優(yōu)勢，以太網(wǎng)的大量普及，除了以太網(wǎng)系統(tǒng)良好的使用效果之外，便是由于以太網(wǎng)的硬件價格低廉所致。不同環(huán)境中以太網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用，必須要由以太網(wǎng)網(wǎng)卡做支持，目前，以太網(wǎng)網(wǎng)卡的價格只相當(dāng)于profibus以及FF等現(xiàn)場總線網(wǎng)卡價格的十分之一，有效的提升了以太網(wǎng)的市場競爭力。

2 工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用以太網(wǎng)所面臨的問題分析

2.1 確定性。以太網(wǎng)主要由載波偵聽多路訪問介質(zhì)來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的檢測和控制，這樣的訪問控制防止，存在一定的滯后性，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不確定性，對于工業(yè)領(lǐng)域正常生產(chǎn)行為的開展和控制是十分不利的，這樣致命的弱點，容易給工業(yè)生產(chǎn)帶來較高風(fēng)險，是工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展和應(yīng)用以太網(wǎng)所面臨的主要障礙。為解決以太網(wǎng)的不確定性，一般來說，可以采用主干線連接多個交換機的方式，通過交換機將網(wǎng)絡(luò)切分成多個網(wǎng)段，避免通信資源的沖突和爭奪，從而保證信息的有效獲取和傳播。同時在進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工作時，應(yīng)該盡可能多的將傳輸數(shù)據(jù)的節(jié)點設(shè)備連接在同一臺交換機上，這樣能夠有效保證數(shù)據(jù)的本地網(wǎng)絡(luò)傳輸，降低各網(wǎng)段以及主干網(wǎng)絡(luò)的符合，從而使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程中的沖突性和延遲性大大降低，確保網(wǎng)絡(luò)通信工作的有效開展。

2.2 適應(yīng)性。以太網(wǎng)，主要應(yīng)用于辦公環(huán)境，用以保證辦公區(qū)域內(nèi)信息的有效傳輸，確保日常工作的正常開展。以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，必須要對以太網(wǎng)開展相關(guān)的調(diào)整和改良工作，使以太網(wǎng)能夠充分適應(yīng)全新的工作環(huán)境，以提升工業(yè)生產(chǎn)活動的有效進行。以太網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境的應(yīng)用，必須要解決魯棒性、電磁干擾等問題。目前，較為可行的解決措施主要是提升以太網(wǎng)相關(guān)零部件的產(chǎn)品性能，比如，提高產(chǎn)品的強度、防潮效果、溫度適應(yīng)性以及抗干擾性等特性，對產(chǎn)品的材質(zhì)和生產(chǎn)工藝進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改善，從而保證以太網(wǎng)的有效建設(shè)，促進以太網(wǎng)的正常運行。此外，以太網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境中安裝時，必須根據(jù)實際情況采用相對應(yīng)的安裝措施和安裝流程，以保證以太網(wǎng)的作用效果。

2.3 傳輸距離問題。以太網(wǎng)系統(tǒng)主要針對于辦公環(huán)境設(shè)計，辦公環(huán)境中的信息傳輸距離有限，因此，以太網(wǎng)系統(tǒng)傳輸速度較快，但信息傳輸距離存在一定的局限性，一般來說，10mbit/s的以太網(wǎng)絡(luò)，每一段雙絞線的長度控制在100m以內(nèi)，如果是100mbit/s的以太網(wǎng)，由于傳輸速度的增加，每一段的雙絞線的長度就會隨之縮短。因此，為保證良好的數(shù)據(jù)傳輸效果，提升以太網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸距離，應(yīng)該適當(dāng)控制中繼器的數(shù)量，使傳輸距離得到有效延長，如果中繼器的數(shù)量在4個左右，則傳輸具體能夠延長到500左右，有效保證了以太網(wǎng)的實際使用效果，提升了以太網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境適應(yīng)性。

2.4 網(wǎng)絡(luò)安全問題。以太網(wǎng)的安全問題對于工業(yè)生產(chǎn)來說具有非常重要的意義。企業(yè)生產(chǎn)過程中，會存在一定的隱私信息，如果隱私信息不慎泄露，將很容易影響到企業(yè)的市場競爭力，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)濟效益的下降。因此，以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用過程中，必須要加強對網(wǎng)絡(luò)安全的重視，采取合理的方法來解決網(wǎng)絡(luò)安全問題。為保證以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)安全，需要充分利用網(wǎng)絡(luò)自身所提供的安全防護手段，即網(wǎng)絡(luò)設(shè)備訪問控制以及數(shù)據(jù)訪問控制，并加強對防火墻的應(yīng)用和引進，以有效防止病毒以及木馬對以太網(wǎng)絡(luò)的入侵，避免重要信息的泄露，確保以太網(wǎng)絡(luò)的正常運行。

2.5 協(xié)議問題。以太網(wǎng)的正常運行，必須由統(tǒng)一的應(yīng)用層協(xié)議做支持。以太網(wǎng)中包括了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層以及傳輸層，還包括了會話層、應(yīng)用層和表示層等多種高等層次，這些層次的運行需要由良好的應(yīng)用層協(xié)議進行合理的規(guī)范，保證相關(guān)環(huán)節(jié)的有效運行。目前，RFC組織文件中的FTP、HTTP、Telnet等協(xié)議，對用戶的操作進行了合理的規(guī)范和約束，但目前并沒有完整的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對工業(yè)領(lǐng)域以太網(wǎng)進行有效的約束和控制。因此，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用以太網(wǎng)技術(shù)，必須要制定統(tǒng)一的應(yīng)用層技術(shù)規(guī)范。在進行統(tǒng)一協(xié)議制定時，可以參考IEC等相關(guān)技術(shù)標準，在應(yīng)用層上增加用戶層協(xié)議，加快工業(yè)領(lǐng)域以太網(wǎng)協(xié)議的開發(fā)，保證以太網(wǎng)在工業(yè)生產(chǎn)中的合理應(yīng)用。

2.6 供電問題。以太網(wǎng)正常運行，也需要良好的供電手段做支持，以保證相關(guān)功能的實現(xiàn)，發(fā)揮必要的數(shù)據(jù)傳輸能力?？偩€供電的合理利用，能夠充分保證以太網(wǎng)的供電效果，保證數(shù)據(jù)有效傳輸?shù)耐瑫r，確保能源的正常輸送。總線供電，采用特殊的供電技術(shù)，使連接到工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的電纜具備數(shù)據(jù)信號傳輸以及電力能源輸送的雙重能力，降低生產(chǎn)環(huán)境中的線路復(fù)雜度，降低線路的維修難度。工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用以太網(wǎng)的過程中，應(yīng)該加強對總線供電技術(shù)的應(yīng)用，以充分解決以太網(wǎng)信號傳輸和用電問題。

2.7 安全問題。以太網(wǎng)應(yīng)用過程中，必須要重視以太網(wǎng)系統(tǒng)以及工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場安全的安全問題，保證以太網(wǎng)行使正常工作的同時，避免以太網(wǎng)對生產(chǎn)環(huán)境的影響，尤其是在易燃易爆的工業(yè)環(huán)境中運行時，必須要加強對使用安全的重視和控制。將以太網(wǎng)植入工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場時，可以對以太網(wǎng)系統(tǒng)采用隔離手段，將以太網(wǎng)的現(xiàn)場設(shè)備和線路進行氣密、密封和澆封措施，使以太網(wǎng)設(shè)備同現(xiàn)場環(huán)境充分隔離，避免電火花等危險因素對生產(chǎn)環(huán)境的影響，保證現(xiàn)場環(huán)境安全以及以太網(wǎng)系統(tǒng)的安全。

3 總結(jié)

以太網(wǎng)，是作為目前應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，具有非常廣闊的發(fā)展前景。工業(yè)領(lǐng)域中加強對以太網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，能夠有效提升企業(yè)對工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的控制和監(jiān)測，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，并能夠做到對生產(chǎn)環(huán)境的有效分析和評估，保證企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。在實際應(yīng)用過程中，必須要認真解決傳輸距離、傳輸效率以及傳輸質(zhì)量等因素，從而真正實現(xiàn)以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域中的有效利用，促進我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻：

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