工业以太网与标准以太网有何不同探索Can协议的奥秘揭开网络通信的神秘面纱

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之一。这些优点加上实施成本相对低廉,使得以太网成为适合工业环境的一种吸引人的网络技术。

然而,在工业应用中使用标准以太网存在一个关键问题,即TCP/IP协议本身并不提供所需的实时性和确定性能。这是因为TCP/IP主要用于路由和传送数据,而不是为工业自动化应用设计。尽管如此,以太网中的物理硬件可以支持高可靠性的通信。在这种情况下,开发了专门为工业环境设计的新实时协议,这些协议利用了以太网物理层,并且能够提供对于机器、传感器、执行器以及其他设备之间通信所需的确定性。

IEEE标准802.3定义了以太网,并规定了物理和数据链路层功能。而TCP/IP则是在数据链路层之上的用于通过以太网进行通信的一套协议,其中TCP负责确保无差错地传递数据包,而IP负责根据IP地址路由这些包。

每个网络栈都由多个层组成,每一层处理某些方面的数据传输与管理。在工业环境中,以太网基于标准硬件(物理和数据链路层),并且有几个修改,如在某些情况下采用不同的传输方式或应答策略。

Industrial Ethernet是一个基于标准Ethernet硬件(物理及数据链路层)与Internet Protocol(即网络及传输层)的特定于应用程序的一系列乙太坊通讯方法。此外,它还包括了一套自定义的应用程序级别通讯方法来确保在操作要求时间与地点内准确接收信息。

正如办公室中的Ethernet能让人们共享文件并访问联网设备一样,Industrial Ethernet也能让工厂车间中的驱动器、PLC工作站及其I/O设备内部分享信息。

Industrial Ethernet通过三种不同的方法之一来实现基于乙 太坊结构下的确定性:第一种被称为标准软件/Standard Ethernet,它结合带有TCP/IP协议但内置实时通信机制;第二种是开放式软件/Standard Ethernet,它将新的管理访问规则同步从每个节点发送出的信息,以保证首先发送优先级消息;第三种是开放式软件/Enhanced Etherent,它依赖于改进型Hardware,但却使用新的通讯规则与额外互补Hardware来保证可靠性。SERCOSIII 和 PROFINETIRT 就分别属于这两类架构,但它们各自拥有不同的 Hardware 设计与运作方式。

除了这些架构上的变更以外, Industrial Ethernet 通常还需要比 Standard 的更强大的Hardware(如电缆, 连接器等) 来抵抗大多数工厂条件下的恶劣环境条件。此外,还会对许多 Industrial 应用进行严格屏蔽, 接地, 滤波处理, 以应对出厂设置常见电磁干扰(E.M.I 或噪声).

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