工业以太网与标准以太网有何不同探索工业现场总线的种类

本站原创 2025-01-31 科研动态 0

您可能熟悉以太网，这是一种网络协议，允许计算机（通常在办公室、学校或商业环境中）共享文件、浏览互联网以及访问连接到网络的打印机和其他硬件。以太网因其高速数据传输、高效、简单和灵活而广泛采用，是世界上最广泛使用的网络协议。此外，它的实施成本相对较低，使得它成为适合工业环境的一种有吸引力的技术。

然而，在工业设置中使用标准以太网存在一个基本问题，即TCP/IP协议本身并不提供所需的实时性能，而物理硬件可以提供。但是，工业应用需要一种新的实时通信协议，以利用以太网的物理层并为设备间确定性通信提供支持。在这种前提下，开发了工业以太网。

工业以太网基于IEEE 802.3标准，并定义了网络功能的物理和数据链路层。TCP/IP是在这些层之上的一个套装协议，用来通过以太网进行通信。TCP确保数据包无差错地传送，而IP根据IP地址路由数据包。

每个网络栈都由多个层组成，每一层处理一些方面的手动管理和传输控制。工业以太网基于标准以太网的物理和数据链路层，并且在某些情况下具有不同的传输方式。

工业以太网指的是一组基于标准硬件（物理和数据链路层）与互联网协议（网络和传输层）的特定应用程序以及专有应用程序栈。这使得它能够确保正确接收必要操作所需时间内发送至特定位置的信息。

同样于如何允许办公室中的文件共享及联网设备访问一样，工厂车间中的驱动器、PLC工作站以及I/O设备也能通过这一方法进行访问。

为了实现基于结构有序性的确定性，三种方法被采用：第一种称作“标准软件/改进型”，这使用带有TCP/IP协议但包含实时通信机制顶部的一个标准软件架构；第二种则是“开放式软件/改进型”，这使用新的管理方案来同步来自每个节点发出的数据；第三种则是“开放式软件/改进型”这个架构，但不仅仅依赖于新规定，还需要额外互补硬件来保证可靠性，如SERCOSIII, PROFINETIRT等都用此类手段做到了这一点，但是他们各自选择了不同的方式去实现这一点。