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市场动态
什么是工业以太网

什么是工业以太网

2019.10.31

工业以太网由于其性能可靠、普及性和低成本等一系列优势,已经渗透到各行业的工厂车间,成为一些自动化和控制系统的首选项。近年,工业以太网的市场占有的份额已经超过了传统的现场总线协议,而且前者随着民用以太网的普及,硬件成本和软件成本都在不断降低,可以为项目缩减投资成本。

在现场使用上,为了满足工业环境需要,工业以太网本质上使用的,就是封装在以太网协议中的特殊工业协议,以确保在需要执行特定操作的时间和位置发送和接收正确信息。


其中,较为值得关注的EtherCAT、PROFINET,两者有着同样优异的性能和实时率,而本质上却又各有千秋 。

于2003年推出的EtherCAT属于开放的工业以太网协议,为自动化的总线项目提供实时通信,目前最高速率可提升至千兆级,EtherCAT的关键要素是所有网内的所有从站,都能够从主站线路传送的数据包中仅提取所需的相关信息,并在向下级从站传输时将数据插入帧中——我们可以称之为“飞速”通信。而其采用的标准以太网交换,理论上来说可以支持无限制数量的网络节点。

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如果做一个形象对比的话,EtherCAT的通信数据传输方式就像班级里,竖排坐的一队学生,老师把带着所有人名字的试卷交给第一位同学,然后从前往后传,第一个同学只拿自己名字的试卷,第二名同学也只拿自己的试卷,以此类推,发试卷的老师即为主站,而同学,也就是从站,而试卷也就是主站传达的数据内容了。

 

与EtherCAT不同的是,Profinet虽然也是使用广泛的以太网协议,但是它的“来头”却是不小,西门子在1987年联合十四家机构五个研究所,推出了Profibus现场总线标准,目的即是推动一种串列的现场总线,能够满足现场设备接口最基本的连接需求,Profibus发展至今在过程控制化这一方面取得了巨大的成就,成绩斐然,截止2019年底, Profibus网络上的设备保守估计已经超过八千万台,而Profinet则是为自动化通信领域提供了完整的网络解决方案,包括以太网、运动控制、分布式IO、以及网络安全等领域,都有着一系列完整的配套方案。

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Profinet本质上是利用集成至设备中的特殊交换机本质上将Profibus I/O控制器通信扩展至以太网。

与商用以太网不同的是,工业以太网的速度低于局域网中的千兆位速度,百兆网速即为常见速度,原因也是工业以太网的发送速率根本上还是受带宽整个自动化信息的带宽影响。

 

在实际的物理连接方面,工业以太网主要还是采用了M12与RJ45两种型号的连接器,M12可以使用更加恶劣的场合,通常为特种设备的首选,而RJ45采用的密封结构同样也能实现防尘防水和防化学腐蚀

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工业以太网的性价比优势可以简单的表现为:通讯传输距离越远,光纤的成本就越低,而具有交换功能,自适应的100M波特率快速以太网也已成为稳定成熟的技术,

现在行业内大火的“工业4.0”这一理念,也与工业以太网的各项突出优点,相得益彰,在未来的发展中,工业以太网必然会在工业领域以及其他应用领域中不断进步,优化改造,扩大工业以太网应用范围,同时进一步提高行业生产效率,推动发展。


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