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工业以太网控制系统论文 一、工业以太网技术的特点 以太网技术具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点已成为最受欢迎的通信网络之一近些年来,随着网络技术的发展,以太网进入了控制领域,形成了新型的以太网控制网络技术这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展,开放的、透明的通讯协议是必然的要求以太网技术引入工业控制领域其技术优势非常明显： （一）Ethernet是全开放、全数字化的网络遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联 （二）以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接形成企业级管控一体化的全开放网络 （三）软硬件成本低廉由于以太网技术已经非常成熟支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择 （四）通信速率高随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高对信息量的需求也越来越大有时甚至需要音频、视频数据的传输目前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网开始广泛应用千兆以太网技术也逐渐成熟10G以太网也正在研究其速率比目前的现场总线快很多 （五）可持续发展潜力大在这信息瞬息万变的时代企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络信息技术与通信技术的发展将更加迅速也更加成熟由此保证了以太网技术不断地持续向前发展 二、工业以太网在控制领域应用现状 工业以太网与现场总线相比它能提供一个开放的标准是企业从现场控制到管理层实现全面的无缝的信息集成解决了由于协议上的不同导致的“自动化孤岛”问题但从目前的发展看工业以太网在控制领域的应用主要体现在以下几种形式 （一）混合Ethernet/Fieldbus的网络结构 这种结构实际上就是信息网络和控制网络的一种典型的集成形式以太网正在逐步向现场设备级深入发展并尽可能的和其他网络形式走向融合但以太网和TCP/IP原本不是面向控制领域的在体系结构、协议规则、物理介质、数据、软件、实验环境等诸多方面并不成熟而现场总线能完全满足现代企业对底层控制网络的基本要求实现真正的全分布式系统因此在企业信息层采用以太网而在底层设备级采用现场总线通过通信控制器实现两者的信息交换 （二）专用工业以太控制网络 如何利用工业以太网单独作为控制网络是工业以太网的发展方向之一也是工业控制领域的研究热点之一如德国JetterAG公司的新一代控制系统JetWeb是融现场总线技术、100Mb/s以太网技术、CNC技术、PLC技术、可视化人机接口技术和全球化生产管理技术为一体的工业自动化控制系统同时具有广泛的兼容性可兼容第三方自动化控制产品提出“网络就是控制器”的观点是取代所有底层现场总线的工业网络结构这种工业控制网络是将以太网贯穿于整个网络各层次使它成为透明的覆盖整个企业范围的应用实体它实现了办公自动化与工业自动化的无缝结合实质上是一个单层的扁平结构其良好的可扩展性和互连性使之成为真正意义上的全开放网络体系结构的大统一 （三）基于Web的网络监控平台 嵌入式以太网是最近网络应用热点就是通过Internet使所有连接网络的设备彼此互通从计算机、PDA、通信设备到仪器仪表、家用电器等在企业内部可以利用企业信息网络进行工厂实时运行数据的发布和显示管理者通过Web浏览器对现场工况进行实时远程监控、远程设备调试和远程设备故障诊断和处理实现的最简单办法就是采用独立的以太网控制器连接具有TCP/IP界面的控制主机以及具有RS232或RS485接口的现场设备以太网控制器在这里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间的一个桥梁 三、以太网交换技术的发展趋势 以太网和通信技术的突飞猛进促使工业以太网技术进一步发展目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势从目前国际、国内工业以太网技术的发展来看目前工业以太网在制造执行层已得到广泛应用并成为事实上的标准未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之间的互连和信息集成中发挥越来越重要的作用总的来说工业以太网技术的发展趋势将体现在以下几个方面： （一）工业以太网与现场总线相结合 工业以太网技术的研究还只是近几年才引起国内外工控专家的关注而现场总线经过十几年的发展在技术上日渐成熟在市场上也开始了全面推广并且形成了一定的市场就目前而言全面代替现场总线还存在一些问题需要进一步深入研究基于工业以太网的全新控制系统体系结构开发出基于工业以太网的系列产品 （二）工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋 随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能为此国际电工委员会IEC正着手起草实时以太网(RealtimeEthernet,RTE)标准旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用 论文关键词:工业以太网；特点；趋势；全开放网络 论文摘要:工业以太网控制系统是集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)之后产