工業(yè)以太網(wǎng)有何優(yōu)勢?工業(yè)以太網(wǎng)物理層介紹

現(xiàn)代生活中，工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)揮的作用愈來愈重要。為增進大家對工業(yè)以太網(wǎng)的認識，本文將基于3方面介紹工業(yè)以太網(wǎng)：1.何為工業(yè)以太網(wǎng)物理層，2.工業(yè)以太網(wǎng)具有哪些優(yōu)勢，3.工業(yè)以太網(wǎng)兩大方案介紹。如果你對工業(yè)以太網(wǎng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、工業(yè)以太網(wǎng)物理層

工業(yè)以太網(wǎng)PHY是一種物理層收發(fā)器器件，根據(jù)OSI網(wǎng)絡(luò)模式收發(fā)以太網(wǎng)幀。在OSI模式中，以太網(wǎng)覆蓋第1層(物理層)和第2層(數(shù)據(jù)鏈路層)的一部分，并由IEEE802.3標準定義。物理層指 定電信號類型、信號速度、介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)拓撲。它實施1000BASE-T(1000 Mbps)、100BASE-TX(100 Mbps，銅纜)和10BASE-T (10 Mb)標準的以太網(wǎng)物理層部分。

數(shù)據(jù)鏈路層指定如何通過介質(zhì)進行通信，以及傳輸和接收消息的幀結(jié)構(gòu)。這僅僅意味著位如何從電線上分離出來并進入位排列，以便從位流中提取數(shù)據(jù)。對于以太網(wǎng)，這稱為介質(zhì)訪問控制(MAC)，將集成至主機處理器或以太網(wǎng)交換機中。例如，fido5100和fido5200這兩款ADI嵌入式、雙端口工業(yè)以太網(wǎng)嵌入式交換機，用于支持多協(xié)議、實時工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備連接的第2層連接。

二、工業(yè)以太網(wǎng)優(yōu)勢

(一)應(yīng)用廣泛

以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣泛的計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，幾乎所有的編程語言如Visual C++、Java、VisualBasic等都支持以太網(wǎng)的應(yīng)用開發(fā)。

(二)通信速率高

目前，10、100 Mb/s的快速以太網(wǎng)已開始廣泛應(yīng)用，1Gb/s以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟，而傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線最高速率只有12Mb/s(如西門子Profibus-DP)。顯然，以太網(wǎng)的速率要比傳統(tǒng)現(xiàn)場總線要快的多，完全可以滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不斷增長的帶寬要求。

(三)資源共享能力強

隨著Internet/ Intranet的發(fā)展，以太網(wǎng)已滲透到各個角落，網(wǎng)絡(luò)上的用戶已解除了資源地理位置上的束縛，在聯(lián)人互聯(lián)網(wǎng)的任何一臺計算機上就能瀏覽工業(yè)控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“控管一體化”，這是其他任何一種現(xiàn)場總線都無法比擬的。

(四)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?

以太網(wǎng)的引人將為控制系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展提供可能性，用戶在技術(shù)升級方面無需獨自的研究投人，對于這一點，任何現(xiàn)有的現(xiàn)場總線技術(shù)都是無法比擬的。同時，機器人技術(shù)、智能技術(shù)的發(fā)展都要求通信網(wǎng)絡(luò)具有更高的帶寬和性能，通信協(xié)議有更高的靈活性，這些要求以太網(wǎng)都能很好地滿足。

三、兩大工業(yè)以太網(wǎng)方案

(一)平臺導向的方案

平臺導向方案最大的特點就是廣泛適用性。他們以控制邏輯，常規(guī)控制，運動控制和安全的方案為主題?？紤]到系統(tǒng)成本問題，還提供和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的繼承和融合的通道。這使得新系統(tǒng)的實施變得相當簡易。

除此以外，軟件也是體現(xiàn)此類解決方案廣泛適用性的重要一面。當年工業(yè)以太網(wǎng)剛剛出現(xiàn)的時候，使得自動化供應(yīng)商不能使用有差異的物理網(wǎng)絡(luò)，每個人都必須在以太網(wǎng)平臺上操作。然而，他們在更高層面上尋求差異化，尤其是在軟件和協(xié)議方面。這些差異對最終用戶來說是很有價值的。軟件是一個里程碑。自動化工程軟件、模塊和仿真、工程資源再利用、管理變革、有效性成了終端用戶最關(guān)心的問題。這些平臺同時也包括診斷和管理軟件、遠程診斷和服務(wù)軟件以及能夠把過程信息和自動化診斷信息和企業(yè)管理系統(tǒng)如EAM、ERP相融合的產(chǎn)品。

真正使這些方案如此矚目的是他們提出了大型制造企業(yè)在長期的運作中可能關(guān)心的所有問題。ARC把Ethernet，ModbusTCP和Profinet歸為平臺方案這類。

(二)應(yīng)用導向的方案

這種類型方案的廣泛適用性較平臺性的方案低。但從另一個角度看，他們在特定的領(lǐng)域內(nèi)更加專注。大多數(shù)這類方案都關(guān)注與機器控制和運動控制，并力求超越現(xiàn)有的性能和極限。這些技術(shù)也包括設(shè)備診斷，軟件方案和集成接口，但是他們的支持場上卻關(guān)注與更細分的領(lǐng)域，而不是全部工廠生產(chǎn)系統(tǒng)。他們力求提升性能到更高層次并優(yōu)化和提升機器等級和運動系統(tǒng)。ARC把EthernetCAT，EthernetPowerlink，F(xiàn)oundationFieldbusHSE和SERCOSIII歸為此類。

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