廈門阿米控技術有限公司

AB 1756-PH75

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 計算機和網絡技術的發(fā)展，引發(fā)了控制領域深刻的技術變革。控制系統(tǒng)結構向網絡化、開放性方向發(fā)展將是控制系統(tǒng)技術發(fā)展的主要潮流。以太網作為目前應用*為廣泛的局域網技術，在工業(yè)自動化和過程控制領域得到了越來越多的應用。

    1． 以太網技術介紹 
    一般來講，控制系統(tǒng)網絡可分為3層：信息層、控制層和設備層(傳感/執(zhí)行層)。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)在信息層大都采用以太網，而在控制層和設備層一般采用不同的現場總線或其他專用網絡。目前，以太網已經滲透到了控制層和設備層，很多的PLC和遠程I/O供應商都能提供支持TCP/IP的以太網接口的產品。以太網之所以給自動化市場帶來風暴式的革命，主要有3個原因：低成本的刺激和速度的提高；現代企業(yè)對實時生產信息有越來越多的要求；以太網的開放性和兼容性。

    早期的以太網，多節(jié)點共享同一個傳輸媒體，稱為共享以太網(Shared Ethernet)，節(jié)點間通信采用廣播方式，易發(fā)生沖突。共享以太網用CSMA/CD技術來避免沖突，即發(fā)送方檢測到沖突就暫停發(fā)送，隨機延遲一段時間后再重新發(fā)送直到成功。由于延遲時間是隨機的，不能事先知道，因而共享以太網的時間響應具有不確定性，不能用于強實時性場合。

    交換以太網(Switched Ethernet)的出現克服了這一缺點，以太網的交換機(Switch)是數據鏈路層(ISO/OSI參考模型第二層)的多端口網橋，也可以說是智能分配器。交換機將其管理的網絡以星型拓撲結構劃分為許多物理上互相隔離而邏輯上互相聯系的節(jié)點，每一節(jié)點單獨與交換機建立物理連接，在通信的時候交換機會在發(fā)送端口與接受端口間建立一個獨占的全雙工通道，它具有以太網的全部帶寬并避免沖突。

    交換以太網在獲得確定性的同時，傳輸速度也有極大的提高。千兆以太網已普及，10Gb/s的交換以太網正在開發(fā)。當以太網用于信息技術時，應用層含有HTTP(文本傳輸協議)、FTP (文件傳輸協議)、SMTP(簡單電子郵件傳送協議)和Telnet(遠程登錄)。這些基于TCP/IP的協議簇已經成為工業(yè)界事實上的網絡標準，在不同廠商的不同網絡系統(tǒng)互聯方面起著關鍵作用。但當以太網用于工業(yè)控制時，體現在應用層的是實時通信、用于系統(tǒng)組態(tài)的對象以及工程模型的應用協議。

    工業(yè)以太網和Internet技術的發(fā)展將完全改變傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)的網絡架構。工業(yè)以太網已經從信息層向下延伸到控制層和設備層采用以太網架構以后，控制器的位置也可以突破傳統(tǒng)網絡架構的限制，可以位于現場，也可以位于中央控制室。目前控制器甚至遠程I/O支持以太網的功能越來越強，在有些控制器和遠程I/O模塊中已經集成了Web服務器，從而允許信息層的用戶也可以和控制層的用戶一樣直接獲取控制器和遠程I/O模塊中的當前狀態(tài)值。采用以太網架構和開放的軟件系統(tǒng)的制造企業(yè)也被稱為“透明工廠”。

    此外，通過Internet可以實現對工業(yè)生產過程的實時遠程監(jiān)控，將實時生產數據與ERP系統(tǒng)以及實時的用戶需求結合起來，使生產不只是面向定單的生產，而是直接面向機會和市場的“電子制造”，從而使企業(yè)能夠適應經濟化的要求。