现场总线技术的概念在工控自动化中以太网展现出超凡脱俗的技术特性它不仅是工业通信领域的一道风景更是连接

工业操控网络技术的进步与挑战:以太网技能的崛起与应用探索

1、工业操控网络技术发展历程

从传感器技能、通讯技能和计算机技能到现代信息化,工业自动化领域经历了翻天覆地的变化。随着IT技术飞速发展和工业生产要求不断提高,工控网络承担下来的工作越来越重。在数据信息网络中,以太网(Ethernet)技术凭借其高速、高效、实时性好等优势,被广泛应用于各种场景。

近年来,以太网逐渐渗透到工业控制领域,为此形成了新的以太网控制网络技术。这种敞开性极高的特点,使得工控网络与企业信息系统无缝对接,实现了企业级管控一体化。

2、现场总线技术概念与局限

在历史上,工控系统经历了多个阶段,从基站式气动外壳控制体系到电动单元组合式模拟外壳控制体系,再到集散式数字控制体系和现场总线控制体系,每一个阶段都有其独特之处,但也存在不足。现场总线虽然具有全数字化、全分散可互操作开放性的优点,却因规范多样且各具特色而给用户带来了选择困难,同时由于通信协议不统一,也限制了系统集成能力。

3.2.1 工业以太网的优势展现

(1) 以太网为全敞开、全数字化的通信方式,无论是厂家还是用户,都能轻松完成设备之间的互联。

(2) 它能够实现工控网络与企业信息系统无缝连接,形成企业级管控一体化,如图所示。

(3) 硬件成本低廉,因为以太网已经非常成熟,有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。

(4) 通信速度快,对于大规模、高杂乱度企业来说尤为重要,现在10M/100M快速以太网已广泛应用,千兆以太网正在老练,其速度远超现场总线。

4.3 工业自动化中的新挑战:实时性问题解决方案

为了应对实时性的挑战,我们需要采用更高效率更稳定的方法,比如使用先进的交叉交换(Crossbar)或者即插即用(Hot Swap)功能,这些都是为了确保当发生故障或维护需求时,可以迅速切换至备用路径或设备,而不会影响整个生产流程。这就意味着,即使在最严苛条件下,也可以保证数据传输过程中的连续性,从而避免造成生产停滞甚至安全事故。