工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析

唐濤 郭意

摘要：受信息技術(shù)發(fā)展的影響，在工業(yè)領(lǐng)域逐漸開(kāi)發(fā)了一種新型應(yīng)用的技術(shù)，即工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。本文通過(guò)對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中幾種常見(jiàn)應(yīng)用形式的研究，分析了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用策略，希望能對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)今后的發(fā)展提供良好的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)以太網(wǎng)；應(yīng)用；全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)；實(shí)效性

中圖分類(lèi)號(hào)： TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)1672-3791（2016）01（a）-0000-00

工業(yè)的發(fā)展歷史十分久遠(yuǎn)，然而控制網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)卻是近年來(lái)才得以發(fā)展。為此，傳統(tǒng)工業(yè)在自身發(fā)展的過(guò)程中也面臨了重要的改革，即由傳統(tǒng)工業(yè)逐步發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)化工業(yè)，從而構(gòu)成以信息技術(shù)為導(dǎo)向的工業(yè)控制系統(tǒng)[1]。近年來(lái)工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展十分迅速，其技術(shù)本身也有了很大的突破，尤其是在信息確定、優(yōu)先級(jí)等方面。但是隨著現(xiàn)階段技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用手段也需要不斷進(jìn)行更新。因此，文章中筆者針對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用手段進(jìn)行了分析。

1工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）以太網(wǎng)本身在開(kāi)放性、數(shù)字化方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，其自身能夠按照設(shè)備的不同進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的連接。（2）以太網(wǎng)技術(shù)自身的連接性能夠進(jìn)一步完成工業(yè)控制的網(wǎng)絡(luò)與工業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)之間的連接，為建立更加一體化的工業(yè)化信息網(wǎng)絡(luò)提供技術(shù)支持。（3）以太網(wǎng)自身所涉及到的成本價(jià)格較實(shí)惠，因?yàn)楝F(xiàn)階段以太網(wǎng)的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，對(duì)其設(shè)施進(jìn)行提供的廠家也進(jìn)行了一定程度的重視，因此在以太網(wǎng)發(fā)展的階段其選擇性比較寬泛。（4）以太網(wǎng)自身的通信效率較高，受現(xiàn)階段工業(yè)信息體系規(guī)模擴(kuò)張的影響，其對(duì)于信息量的要求也在逐漸提高，在信息系統(tǒng)中逐漸面臨了技術(shù)方面的要求[2]。現(xiàn)階段以太網(wǎng)自身的通信效率已經(jīng)達(dá)到萬(wàn)兆的速度，并且正在進(jìn)行普遍的使用，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，更加快速的以太網(wǎng)技術(shù)也在研究過(guò)程中。

2工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用特征

（1）工業(yè)以太網(wǎng)具有實(shí)效性與信息明確性，在工業(yè)領(lǐng)域的控制系統(tǒng)與普通的數(shù)據(jù)庫(kù)不同的是前者要達(dá)到控制系統(tǒng)中的實(shí)效性，換言之，則數(shù)據(jù)信息傳遞時(shí)間要十分迅速，保證信息的實(shí)效性。在這種控制系統(tǒng)中具有實(shí)效性的前提是信息要實(shí)時(shí)更新。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)其自身技術(shù)的原因，當(dāng)不能承受來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大荷載時(shí)，便會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸造成影響，便不能滿(mǎn)足工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)于信息實(shí)效性的需求。而工業(yè)以太網(wǎng)在傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，將以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬加大，選用更加先進(jìn)的報(bào)文優(yōu)先級(jí)與全雙工交換式的以太網(wǎng)技術(shù)，將所承受的網(wǎng)絡(luò)荷載減少，由此便奠定了工業(yè)控制系統(tǒng)中信息實(shí)效性與明確性。

（2）工業(yè)以太網(wǎng)具有平穩(wěn)性，傳統(tǒng)形式的以太網(wǎng)在其設(shè)計(jì)之初不是工業(yè)領(lǐng)域所涉及的技術(shù)，因此在具體應(yīng)用的過(guò)程中并沒(méi)有完全適用于工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境[3]。因?yàn)樵诠I(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境氣候較惡劣，所以對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施的要求也比較高，要具有非常好的平穩(wěn)性及可靠性。為此，工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，工業(yè)以太網(wǎng)自身具有很強(qiáng)的平穩(wěn)性及可靠性，能夠進(jìn)一步滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的要求。

（3）工業(yè)以太網(wǎng)具有安全性，因?yàn)楣I(yè)領(lǐng)域存在很多隱形危險(xiǎn)，例如易爆品等等，因此在工業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)相關(guān)技術(shù)設(shè)備的安全性帶來(lái)了一定的考驗(yàn)。為了防止在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中發(fā)生爆炸等事故，適宜選用安全性更高的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，保障工業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性。

3工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用策略

近年來(lái)，受信息技術(shù)發(fā)展的影響，我國(guó)工業(yè)相關(guān)技術(shù)也在不斷發(fā)展，尤其是對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新研究。為提高以太網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的適應(yīng)力，在傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上研制了更加先進(jìn)的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)主要可以體現(xiàn)在以下方面：工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)為工業(yè)施工創(chuàng)造了更加開(kāi)放的平臺(tái)，全面實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)控制數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計(jì)，能夠更加全面的解決因?yàn)閰f(xié)議簽訂所造成的問(wèn)題。下文中主要介紹了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用形式。

（1）工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)合，工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)控制中進(jìn)行應(yīng)用，也可看做一種新型信息技術(shù)與控制網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。在工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的主要宗旨是將各個(gè)階段途徑中較復(fù)雜的連接進(jìn)行減弱，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制領(lǐng)域中不同程度的跨越，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上形成一致的通信方式。將以太網(wǎng)技術(shù)作為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)工業(yè)領(lǐng)域中信息的調(diào)整與處理具有一定的優(yōu)勢(shì)。

以太網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)階段已經(jīng)逐漸在工業(yè)領(lǐng)域中進(jìn)行深入的發(fā)展，在其發(fā)展的過(guò)程中也在與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。然而以太網(wǎng)自身以及TCP/IP在其發(fā)展設(shè)計(jì)之初并不是應(yīng)用與工業(yè)控制范圍之內(nèi)，因此其在工業(yè)的物理介質(zhì)、數(shù)據(jù)方面都具有一定的缺陷，但是現(xiàn)場(chǎng)總線能夠完全實(shí)現(xiàn)現(xiàn)階段工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)于工業(yè)底層控制的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需求，全面完成工業(yè)領(lǐng)域中全分布式體系的建設(shè)。為此，將工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行結(jié)合，利用通信控制器將其各自的信息進(jìn)行交換。

（2）工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)單獨(dú)控制網(wǎng)絡(luò)形式，現(xiàn)階段在工業(yè)控制領(lǐng)域中，通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)的形式對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行單獨(dú)的控制是相關(guān)人員進(jìn)行研究的基本目標(biāo)，以此為導(dǎo)向推動(dòng)以太網(wǎng)的發(fā)展是目前提高以太網(wǎng)技術(shù)的主要宗旨[4]。例如國(guó)外一些相關(guān)的以太網(wǎng)技術(shù)，在其工業(yè)的控制體系中具備一定的兼容性，在其使用的過(guò)程中能夠有效的第三方控制體系進(jìn)行兼容，在此基礎(chǔ)上將底部總線的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造進(jìn)行了替代。在工業(yè)領(lǐng)域使用此類(lèi)型的控制網(wǎng)絡(luò)體系，能夠在其體系中將以太網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行全方面的覆蓋，并且全面提高在工業(yè)控制領(lǐng)域以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用效率。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在其使用的過(guò)程中進(jìn)一步完成了工業(yè)控制體系辦公、工業(yè)自動(dòng)化的有效融合。在其本質(zhì)上是作為一個(gè)單層次的扁平構(gòu)造存在，自身所具備的擴(kuò)張性與連接性能夠進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)控制體系實(shí)現(xiàn)全開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

（3）工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)立足于網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用，在近階段的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，嵌入式的以太網(wǎng)逐漸受到人們的關(guān)注，嵌入式以太網(wǎng)主要是利用網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連，其設(shè)備主要包括電腦或者一些通信設(shè)施到家用電子儀器等等。在工業(yè)控制領(lǐng)域，一般可以通過(guò)其信息網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，將工業(yè)控制體系中正在運(yùn)行的信息、數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與公布，而管理人員在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作情況的管理方面，也可以利用網(wǎng)頁(yè)瀏覽設(shè)備實(shí)行實(shí)時(shí)的監(jiān)督、開(kāi)展遠(yuǎn)程的設(shè)備調(diào)控、對(duì)出現(xiàn)故障的設(shè)施進(jìn)行遠(yuǎn)程形式的檢修。而進(jìn)一步完成以上內(nèi)容的有效方法，便是采取具有獨(dú)立性的以太網(wǎng)控制器，將其與TCP/IP界面控制主機(jī)、RS-232接口設(shè)備進(jìn)行連接。其中以太網(wǎng)控制器主要是作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與各個(gè)設(shè)施進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的紐帶。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段由于信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的強(qiáng)大需求，那么在工業(yè)控制領(lǐng)域基礎(chǔ)上我們開(kāi)發(fā)的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。文章中筆者立足于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用，首先分析了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，隨后從工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)總線的結(jié)合、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)單獨(dú)控制網(wǎng)絡(luò)形式、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)立足于網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用三方面對(duì)其應(yīng)用策略進(jìn)行了闡述。通過(guò)文章中應(yīng)用的分析，從而提高了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的成熟度，在其可觀的發(fā)展前景中，進(jìn)一步拓展以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍，推動(dòng)以太網(wǎng)技術(shù)的全面發(fā)展。

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