以太網(wǎng)在工業(yè)自動化領域的應用及研究

摘要：隨著我國科技技術的不斷進步，互聯(lián)網(wǎng)技術的技術也進入了一個嶄新階段，其中，以太網(wǎng)也因其良好的兼容性、傳輸速度快、易于安裝、低耗能等特點在自動化領域得到了廣泛運用。本文主要介紹了以太網(wǎng)的運用優(yōu)勢，并針對應用過程中存在的問題提出科學、合理的解決方案。以太網(wǎng)是統(tǒng)一現(xiàn)場總線、特別是高速現(xiàn)場總線標準的希望，其正在改變著傳統(tǒng)的工業(yè)自動化結構，新型的網(wǎng)絡集成化現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，促進工業(yè)自動化領域通信的良性發(fā)展，這對促進社會的和諧發(fā)展也具有重要意義。本文主要闡述了新型互聯(lián)網(wǎng)模式以太網(wǎng)在工業(yè)自動化領域的應用以及未來的發(fā)展方向。

關鍵詞：以太網(wǎng)、工業(yè)自動化、自動化、互聯(lián)網(wǎng)、計算機

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（A）-00

1.工廠的企業(yè)信息系統(tǒng)簡介

近年來，我國的科技技術不斷進步，其中，計算機通信技術迅速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的運用已經(jīng)擴展到各行各業(yè)，在一定程度上推動了我國的經(jīng)濟向前發(fā)展。在工業(yè)自動化領域，為了適應時代的發(fā)展，已經(jīng)逐步摒棄了過去人工或機器控制工廠生產(chǎn)系統(tǒng)的模式，工業(yè)的生產(chǎn)、管理系統(tǒng)已經(jīng)全面與互聯(lián)網(wǎng)接軌，自動化系統(tǒng)結構正發(fā)生著巨大變化，目前正在完善網(wǎng)絡集成自動化為基礎的企業(yè)信息系統(tǒng)，目的就是提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)贏得更大的經(jīng)濟效率，從而加強企業(yè)在市場上的綜合競爭力。就目前的情況來看，工業(yè)自動化領域的信息系統(tǒng)屬于分層式網(wǎng)絡結構，所謂網(wǎng)絡分層式，即通過信息技術構建網(wǎng)絡平臺對工廠的生產(chǎn)控制、現(xiàn)場監(jiān)控、生產(chǎn)管理以及市場營銷等一整套的工廠生產(chǎn)管理系統(tǒng)，對工廠的生產(chǎn)、管理、產(chǎn)品營銷進行全方位的只能控制。當然，由于有信息高端技術的全程把關，很大程度上降低了工廠的所面臨的生產(chǎn)以及營銷風險，保證工廠的穩(wěn)步、快速向前發(fā)展。目前，工業(yè)自動化領域中運用最多的網(wǎng)絡當屬以太網(wǎng)，以太網(wǎng)良好的兼容性、傳輸速度快、易于安裝、低耗能等特點，其能對生產(chǎn)現(xiàn)場進行高等控制與優(yōu)化計算、顯示等，由于運行速度非?？?，保證了工廠的生產(chǎn)效率?，F(xiàn)在，以太網(wǎng)還逐步發(fā)展成了具備高標準的現(xiàn)場總線控制，能夠與Internet網(wǎng)互聯(lián)，從而能夠對生產(chǎn)現(xiàn)場以及管理進行更好，更快速是控制，同時具備很高的安全性能。

2.以太網(wǎng)在工業(yè)自動化中的應用優(yōu)勢

2.1以太網(wǎng)是自動化產(chǎn)業(yè)應用最廣泛的網(wǎng)絡

現(xiàn)在，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷滲透，工業(yè)自動化領域也緊跟時代的發(fā)展，逐步在完善自身生產(chǎn)、管理系統(tǒng)，目的是為實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)相互合作，打造全方位的智能生產(chǎn)管理控制系統(tǒng)，利用網(wǎng)絡平臺實現(xiàn)對工廠產(chǎn)品的生產(chǎn)、管理以及營銷，提供企業(yè)的生產(chǎn)效率。就目前來說，工業(yè)自動化領域使用最多的通信網(wǎng)絡就是以太網(wǎng)，具有價格低、多種傳輸介質可選、高速度、易于組網(wǎng)應用等優(yōu)點，同時，以太網(wǎng)在自動化領域使用了很多年，已經(jīng)具備比較完善的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，現(xiàn)場的操作人員也已經(jīng)具備了豐富的操作經(jīng)驗，這是其它通信網(wǎng)絡不可比擬的，其自然成為工業(yè)自動化領域使用最廣泛的通信網(wǎng)絡。

2.2易與Internet連接

近幾年來，互聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展，Windows、Unix等操作系統(tǒng)逐漸在通信、傳輸數(shù)據(jù)等領域一度處于主導地位，成為人們工作、生活必不可少的一部分。很快，互聯(lián)網(wǎng)就已經(jīng)不再局限于通信領域的發(fā)展，逐漸向各個領域進軍，電子商務也在這一時期出現(xiàn)并得到快速發(fā)展，企業(yè)的生產(chǎn)營銷管理觀念也隨之變化，不再局限于現(xiàn)實中的營銷模式，而是逐漸向虛擬的網(wǎng)絡平臺上發(fā)展，并取得了不錯的收益。以太網(wǎng)的發(fā)展也異常迅速，其能夠實現(xiàn)與Internet快速鏈接，幫助企業(yè)的生產(chǎn)管理者走出辦公室，通過Internet網(wǎng)對工廠的生產(chǎn)現(xiàn)場進行遠程控制，第一時間了解工廠現(xiàn)場的情況。從某種程度上來說，正是因為以太網(wǎng)能夠與Internet快速連接，才使得工廠的局域網(wǎng)不在局限于只對工廠現(xiàn)場進行控制，而是把工廠生產(chǎn)現(xiàn)場與整個行業(yè)環(huán)境聯(lián)系起來，工廠的生產(chǎn)經(jīng)營者也可以通Internet網(wǎng)及時了解行業(yè)信息，方便對工廠對未來的發(fā)展方向多出更準確的決策。

2.3與計算機技術同步發(fā)展

工業(yè)自動化領域在運用以太網(wǎng)的作為工廠生產(chǎn)管理控制網(wǎng)絡的同時，也嘗試著使用過其他的通信網(wǎng)絡，其他通信網(wǎng)絡在引進的同時能夠實現(xiàn)對工廠的全面控制。但如今信息技術更新?lián)Q代速度非?？欤渌ㄐ啪W(wǎng)絡智能滿足一時的要求，而往往發(fā)展緩慢，跟不上信息技術發(fā)展步伐，從而相繼被市場淘汰。而以太網(wǎng)在這方面有著絕對優(yōu)勢，其具備高標準的現(xiàn)場總線控制，可以克服現(xiàn)場總線不能與計算機網(wǎng)絡技術同步發(fā)展的弊端，在以太網(wǎng)對工廠生產(chǎn)現(xiàn)場進行控制的同時，能夠避免現(xiàn)場總線技術游離于計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展之外，兩者的發(fā)展相互促進，以太網(wǎng)能夠實現(xiàn)與計算機技術發(fā)展的高度同步。

3.以太網(wǎng)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中的應用發(fā)展

3.1提高以太網(wǎng)的確定性和實時性

現(xiàn)在，以太網(wǎng)在工業(yè)自動化領域已經(jīng)得到了廣發(fā)運用，其為工業(yè)自動化的行業(yè)發(fā)展起著重要的推動作用。但現(xiàn)在計算機通信技術快速發(fā)展，以太網(wǎng)要想緊跟時代步伐，還需要對其構建的局域網(wǎng)系統(tǒng)做進一步的完善，包括提高以太網(wǎng)的確定性和實時性兩方面。現(xiàn)在可以通過利用交換技術實現(xiàn)對兩者的提高，即構建一個帶交換機的工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)，有了交換機以后，以太網(wǎng)可以通過其具備的優(yōu)先權來安排數(shù)據(jù)包在交換器中的發(fā)送順序，系統(tǒng)通過點對點模式進行數(shù)據(jù)發(fā)送，不會出現(xiàn)碰撞，從而大幅度提高其網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。另外，交換器可以支持多端口之間的同時通信，可以實現(xiàn)對不同速率的網(wǎng)絡連接，且相容性佳，提高了以太網(wǎng)的實時性。

3.2工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)自動化系統(tǒng)領域的產(chǎn)品研發(fā)

在未來，以太網(wǎng)的發(fā)展應該不止局限于生產(chǎn)現(xiàn)場的控制以及管理，而是向開發(fā)一系列的行業(yè)產(chǎn)品方向進發(fā)，目前已經(jīng)有PC-BASED 方案和 ON-CHIP 設備等產(chǎn)品，在很大程度上提高了以太網(wǎng)的穩(wěn)定性、實時性以及確定性。以后，以太網(wǎng)要不斷致力于研發(fā)行業(yè)高端產(chǎn)品，實現(xiàn)辦公室與生產(chǎn)現(xiàn)場的終端控制，方面生產(chǎn)經(jīng)營者對生產(chǎn)現(xiàn)場進行管理。

4.結語

綜上所述，以太網(wǎng)在工業(yè)自動化領域中具有應用廣泛、易與Internet連接總線配備標準化等優(yōu)勢，為推動我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出了一定的貢獻。但我國以太網(wǎng)應用到工業(yè)領域起步比較晚，距離國際上的先進水平還有一定差距，因此，相關企業(yè)要引起重視，不斷提高以太網(wǎng)在工業(yè)自動化中的運用水平，為促進我國的經(jīng)濟發(fā)展做出應有的努力。

參考文獻

[1] 彭瑜.從 Interkama'99 看自動化技術發(fā)展的三個趨向[J].自動化儀表，2000，21（3）：1-4.

[2] 楊長春，翁瑞琴，等.現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].石油化工學院學報，1999，11（1）：61-631.

[3] 周曉兵，費敏銳.以太網(wǎng)在工業(yè)自動化領域中的應用現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].自動化儀表，2001，22（10）：1-41.