工業(yè)以太網(wǎng)有哪些重要的性能

　　為了應(yīng)用于嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境，確保工業(yè)應(yīng)用的安全可靠，SIMATIC NET 為以太網(wǎng)技術(shù)補(bǔ)充了不少重要的性能：

　　工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)上與IEEE802.3/802.3u兼容，使用ISO和TCP/IP 通訊協(xié)議

　　10/100M 自適應(yīng)傳輸速率

　　冗余24VDC 供電

　　簡(jiǎn)單的機(jī)柜導(dǎo)軌安裝

　　方便的構(gòu)成星型、線型和環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　高速冗余的安全網(wǎng)絡(luò)，最大網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)間為0.3 秒

　　用于嚴(yán)酷環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)元件，通過(guò)EMC 測(cè)試

　　通過(guò)帶有RJ45 技術(shù)、工業(yè)級(jí)的Sub-D 連接技術(shù)和安裝專用屏蔽電纜的Fast Connect連接技術(shù)，確?，F(xiàn)場(chǎng)電纜安裝工作的快速進(jìn)行

　　簡(jiǎn)單高效的信號(hào)裝置不斷地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)元件

　　符合SNMP（簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）

　　可使用基于web 的網(wǎng)絡(luò)管理

　　使用VB/VC 或組態(tài)軟件即可監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)

　　目前，被廣泛應(yīng)用的工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下6個(gè)類型：

　?。?）MODBUSTCP/IP

　　施耐德電氣將以工業(yè)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的協(xié)同自動(dòng)化解決方案作為發(fā)展戰(zhàn)略。MODBUS的系統(tǒng)可以很容易地升級(jí)到MODBUSTCP/IP。而用戶并不需要對(duì)原有系統(tǒng)重新投資。在使用MODBUS的串行連接方式，如RS485的情況下，可以提供相應(yīng)的產(chǎn)品，非常容易地從現(xiàn)有的MODBUS系統(tǒng)更新或升級(jí)到MODBUSTCP/IP上。如果是使用了其他的網(wǎng)絡(luò)，也可以應(yīng)用相應(yīng)的gateway（網(wǎng)關(guān)）使其集成或升級(jí)到以太網(wǎng)系統(tǒng)里。

　　（2）Ethernet/IP

　　Ethernet/IP是一個(gè)面向工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的工業(yè)應(yīng)用層協(xié)議，是主推ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線的羅克韋爾自動(dòng)化公司為以太網(wǎng)進(jìn)入自動(dòng)化領(lǐng)域所研究創(chuàng)造的以太網(wǎng)工業(yè)協(xié)議。它建立在標(biāo)準(zhǔn)UDP/IP與TCP/IP協(xié)議之上，利用固定的以太網(wǎng)硬件和軟件，為配置、訪問(wèn)和控制工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備定義了一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議。Ethernet/IP協(xié)議由IEEE802.3物理層、數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和控制與信息協(xié)議CIP等3個(gè)部分組成。

　?。?）EthernetPOWERLINK

　　EthernetPOWERLINK是一項(xiàng)在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)介質(zhì)上解決工業(yè)控制及數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性的技術(shù)。EthernetPOWERLINK擁有Ethernet的高速、開(kāi)放性接口，以及CANopen在工業(yè)領(lǐng)域良好的SDO和PDO數(shù)據(jù)定義，在某種意義上說(shuō)POWERLINK就是Ethernet上的CANopen，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層使用了Ethernet介質(zhì)，而應(yīng)用層則保留了原有的SDO和PDO對(duì)象字典的結(jié)構(gòu)。

　　（4）PROFInet

　　PROFINET由PROFIBUS國(guó)際組織推出，是新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)。PROFINET囊括了諸如實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、運(yùn)動(dòng)控制、分布式自動(dòng)化、故障安全以及網(wǎng)絡(luò)安全等當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，并作為跨供應(yīng)商的技術(shù)完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線（如PROFIBUS）技術(shù)，保護(hù)現(xiàn)有投資。

　　（5）SERCOSIII

　　Sercos（SerialRealTImeCommunicaTIonSystem，串行實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)）已在工廠自動(dòng)化應(yīng)用（適合機(jī)械工程和建筑）領(lǐng)域風(fēng)靡了25年。SercosIII是第三代協(xié)議，制定于2003年。這種具有高效性和確定性的通信協(xié)議可將Sercos接口的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換與以太網(wǎng)相融合。SERCOSIII是SERCOS成熟的通信機(jī)制和工業(yè)以太網(wǎng)相結(jié)合的產(chǎn)物，它既具有SERCOS的實(shí)時(shí)特性，又具有以太網(wǎng)的特性。

　?。?）EtherCAT

　　EtherCAT最初由德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司研發(fā)。EtherCAT為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和拓?fù)涞撵`活性樹(shù)立了新的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，它還符合甚至降低了現(xiàn)場(chǎng)總線的使用成本。EtherCAT的特點(diǎn)還包括高精度設(shè)備同步，可選線纜冗余，和功能性安全協(xié)議（SIL3）。

　　根據(jù)從站設(shè)備的實(shí)現(xiàn)方式，可將工業(yè)以太網(wǎng)分為三個(gè)類型：

　　第一類：采用通用硬件和標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議。Modbus/TCP、PROFInet/CbA、Ethernet/IP均采用這種方式。使用標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議和通用以太網(wǎng)控制器，所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如過(guò)程數(shù)據(jù)）和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（如參數(shù)配置數(shù)據(jù)）均通過(guò)TCP/IP協(xié)議傳輸。其優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，實(shí)現(xiàn)方便，完全兼容標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。在具體實(shí)現(xiàn)中某些產(chǎn)品可能通過(guò)更改或優(yōu)化TCP/IP協(xié)議以獲得更好的性能，但實(shí)時(shí)性始終受到底層結(jié)構(gòu)的限制。

　　第二類：采用通用硬件和定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。EthernetPowerlink、PROFInet/RT采用這種方式。采用通用以太網(wǎng)控制器但不使用TCP/IP協(xié)議來(lái)傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，而是定義了一種專用的包含實(shí)時(shí)層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，用來(lái)傳輸對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高的數(shù)據(jù)，TCP/IP協(xié)議?？赡芤廊淮嬖?，用來(lái)傳輸非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但是其對(duì)以太網(wǎng)的讀取受到實(shí)時(shí)層的限制，以提高實(shí)時(shí)性能。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性較強(qiáng)，硬件與通用以太網(wǎng)兼容。

　　第三類：采用專用硬件和自定義實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。EtherCAT、PROFInet/IRT、SERCOS-III采用這種方式。這種方式在第二類的基礎(chǔ)上使用專有以太網(wǎng)控制器以進(jìn)一步優(yōu)化性能。其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)時(shí)性強(qiáng)，缺點(diǎn)是成本較高，需使用專有協(xié)議芯片、交換機(jī)等。