工业以太网与标准以太网有何不同现场总线技术及其应用解析

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，使得以太网成为工业环境中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，以确保设备间通信的确定性。在这种前提下，开发了工业以太网。

IEEE标准802.3定义了以太网，并指定了物理和数据链路层。TCP/IP是在这些层之上使用的一套协议，用来通过以太网进行通信。TCP保证数据包无差错传送，而IP根据IP地址路由数据包。

每个网络层都处理不同方面的问题，每一层都是另一个更高级别层次功能支持的一部分。工业以太网基于标准以太网硬件，但有一些修改，如在某些情况下不同的传输方式。

工业以太网是一个基于标准以太网硬件（物理和数据链路层）和互联网协议（网络和传输层）以及专有应用层的以太网协议。它能确保正确地发送并接收特定操作所需的时间和地点上的数据，与此同时，它也允许访问工厂车间中的驱动器、PLC工作站及I/O设备内存储空间中的信息。

为了实现基于结构的确定性，工业乙方采取三种方法：第一种称为“开放式软件/改进型乙方”，它利用新规范与附加互补硬件结合起来；第二种称为“开放式软件/改进型乙方”则将新的规范与现有的ETHERNET硬件相结合；最后一种则直接建立在原有的ETHERNET基础之上但加入了一些额外措施，以达到更好的安全性需求。这两者都能保证即使是在恶劣条件下的正常运行，同时保持快速响应能力。

除了这三种架构修改之外，还需要比一般场合中更强大的电缆和连接器，以及对抗各种干扰源如电磁干扰等保护措施。