探討以太網(wǎng)在工業(yè)領域的應用

德州職業(yè)技術學院電氣工程系 閆洪猛

前言

隨著近年來以太網(wǎng)在工業(yè)領域的不斷應用，工業(yè)以太網(wǎng)技術也得到了很大提升，特別是在優(yōu)先等級與信息確定方面。但是隨著當前信息技術的不斷更新，工業(yè)以太網(wǎng)為了更好的發(fā)展，也要不斷更新原有技術，如此才能更好地適應當下的工業(yè)發(fā)展，進而為工業(yè)發(fā)展做出應用貢獻。

1 工業(yè)以太網(wǎng)技術特點

1.1 實效性和明確性

為了進一步達到工業(yè)控制系統(tǒng)的實效性，工業(yè)中使用的控制系統(tǒng)和普通的數(shù)據(jù)庫之間存在很達差異，也就是說，在工業(yè)領域中的數(shù)據(jù)信息傳遞非?？?，必須具備一定的實效性。為了確保數(shù)據(jù)信息的實效性，一定要對數(shù)據(jù)信息進行及時更新。由于原來的以太網(wǎng)技術存在很多的不足，不能夠承載當下的網(wǎng)絡荷載，因此會對實際網(wǎng)絡傳輸造成影響，最終不能很好的滿足實際的工業(yè)控制系統(tǒng)要求。但在工業(yè)領域中應用的以太網(wǎng)技術，將原有的以太網(wǎng)網(wǎng)絡進行擴大，同時運用較為先進的雙工交換與優(yōu)先等級以太網(wǎng)技術，降低了實際網(wǎng)絡荷載，因此使得工業(yè)控制系統(tǒng)信息更加準確及時。

1.2 穩(wěn)定性

原來的以太網(wǎng)不屬于工業(yè)范疇的內容，因此在最初的工業(yè)領域應用，其并不能完全適應工業(yè)化的環(huán)境。由于工業(yè)領域的施工環(huán)境相對較差，因此對各項設備設施的要求相對也就較高，不僅要具備一定的平穩(wěn)性，還要具有一定的可靠性。隨著需求的不斷增加與技術的升級，工業(yè)以太網(wǎng)逐漸形成，同時也兼具一定的平穩(wěn)性與可靠性，因此，在實際工業(yè)應用中可以更好的滿足實際生產需求。

1.3 安全性

由于在工業(yè)領域當中存在著危險因素，比如，危險爆炸品等，會對實際工業(yè)生產帶來很大一定的安全威脅，因此，也就對實際工業(yè)生產相關設備提出了很高的要求，不僅要具備一定的安全性，還要具有一定的防危險能力。為了進一步防止危險爆炸品在工業(yè)領域中的引發(fā)相應的安全事故，實際技術應用中要選擇安全性較高的以太網(wǎng)技術，從而有效確保實際工業(yè)施工的安全性。

2 以太網(wǎng)在工業(yè)領域應用的優(yōu)勢

2.1 應用范圍廣

在很多行業(yè)領域中，我們都能見到以太網(wǎng)的使用身影。大部分互聯(lián)網(wǎng)的技術開發(fā)與程序運轉都需要以太網(wǎng)作為基本的技術支持。例如，Java、C++等，互聯(lián)網(wǎng)的長須客戶端開發(fā)，都需要以太網(wǎng)作為主要的技術支持，因此可以說，以太網(wǎng)的應用范圍十分廣泛。

2.2 通信速率高

當前，以太網(wǎng)的開發(fā)速度較快。100Mb/s的以太網(wǎng)被廣泛使用，1Gb/s以太網(wǎng)技術正在成熟階段，由于原來的網(wǎng)絡運行現(xiàn)場總線速率只能達到12Mb/s，很明顯，以太網(wǎng)的網(wǎng)絡運行速率要比這個快很多，已經(jīng)逐漸滿足當前工業(yè)發(fā)展的網(wǎng)絡控制速率需求。

2.3 成本較低

相比于很多市場上的現(xiàn)場網(wǎng)卡，以太網(wǎng)網(wǎng)卡的價格要便宜的多；此外，由于以太網(wǎng)的實際應用年限比較久遠，人們對他的具體應用與設計等方面都有很多的經(jīng)驗，同其他技術相比，以太網(wǎng)技術更加成熟。眾多的行業(yè)經(jīng)驗與實際軟件設計基礎，再加上成熟的技術。不僅可以有效降低實際系統(tǒng)開發(fā)的培訓、成本費用，還能夠進一步加快系統(tǒng)的推廣與開發(fā)速度，幫助以太網(wǎng)更好的進行推廣與宣傳。

2.4 實現(xiàn)資源共享

隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，以太網(wǎng)逐漸滲透到每一個角落，在網(wǎng)絡中實際用戶已經(jīng)可以擺脫原有位置的束縛，在聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)網(wǎng)客戶端實現(xiàn)對工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)監(jiān)控，實現(xiàn)真正的“一體化管理”，這是其他的現(xiàn)場總線無法與之相比的。

2.5 具備發(fā)展?jié)摿?/h3>

以太網(wǎng)的新技術會給后續(xù)控制系統(tǒng)的發(fā)展帶來無限可能，實際用戶不需要進行肚子投入就可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的升級，針對這點，現(xiàn)場總線技術在很長一段時間都無法將其進行超越。與此同時，隨著智能技術、人工智能的不斷發(fā)展，需要通信網(wǎng)絡性能與帶寬更高，通信協(xié)議的靈敏性更高，諸如此類的要求，以太網(wǎng)都可以進行滿足。

3 以太網(wǎng)在工業(yè)控制領域中的應用

（1）混合網(wǎng)絡結構。這種結構主要是控制網(wǎng)絡與信息網(wǎng)絡的集成，隨著以太網(wǎng)發(fā)展步伐的逐漸加快，其很可能同其他的網(wǎng)絡形式進行融合，但由于以太網(wǎng)與TCP/IP并非是主攻控制領域的，因此在軟件、數(shù)據(jù)、介質以及規(guī)則等方面都比較陌生，而實際的現(xiàn)場總線卻能很好的滿足當下的底層網(wǎng)絡控制需求，最終實現(xiàn)系統(tǒng)全分布。因此，在實際信息層這一塊采用以太網(wǎng)，在底層設置總線控制，然后借助控制其實現(xiàn)二者的信息交換。（2）工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展的主要方向就是怎樣讓以太網(wǎng)單獨成為網(wǎng)絡控制的主要方式。比如最新的控制系統(tǒng)JetWeb，其不僅可以實現(xiàn)眾多產品的兼容，還可以作為十分先進的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。該種結構的網(wǎng)絡控制是貫穿在整個以太網(wǎng)絡當中的，具有很強的透明性。他可以實現(xiàn)工業(yè)自動化與辦公自動化的有效結合，作為一個基礎扁平結構，具有十分強的互聯(lián)性與擴展性，也因此使其能夠成為一個開放網(wǎng)絡體系結構。（3）以太網(wǎng)是最接近Web監(jiān)控平臺的網(wǎng)絡應用熱點，也就是說可以借助互聯(lián)網(wǎng)使很多的網(wǎng)絡連接設備進行對接。在企業(yè)發(fā)展建設中，可以借助信息網(wǎng)絡，對工廠的實時情況與數(shù)據(jù)進行監(jiān)控與顯示，然后管理人員就可以通過網(wǎng)絡瀏覽對實際現(xiàn)場情況進行全面有效的了解，便于及時的找到相應的設備故障，然后對其進行合理的調試與處理。實現(xiàn)這一過程的最佳方法就是運用獨立以太網(wǎng)監(jiān)控器，讓其同TCP/IP控制主機相連，實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)控記錄。以太網(wǎng)監(jiān)控器在這里主要是作為一個設備橋梁，進行信號數(shù)據(jù)的傳輸。

4 結語

綜上所述，隨著當前互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，以太網(wǎng)的實際應用范圍也將繼續(xù)擴大，實際應用技術也將日趨成熟，在當前的工業(yè)發(fā)展中，借助以太網(wǎng)的各項優(yōu)勢，不僅可以實現(xiàn)工業(yè)化的“一體化管理”，還能不斷提升工業(yè)化技術手段，促進工業(yè)產業(yè)朝著現(xiàn)代化的方向不斷發(fā)展，最終全面提升工業(yè)產能。

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