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。以太网是为高速数据传输而开发的,高效、简单且灵活,它也可以说是世界上最广泛采用的网络协议。此外,由于其低廉的实施成本,使得以太网成为适用于工业环境的一个有吸引力的技术。
然而,在工业设置中使用标准以太网的一个主要问题是,TCP/IP协议本身并不提供许多自动化和处理应用所需的实时性能。尽管物理层硬件可以提供这些功能,但TCP/IP并没有这一能力。因此,对于需要实时性能的工业应用来说,以太网中的物理层硬件是不够的。在这种情况下,开发了一个新的实时通信协议,即工业以太网。
IEEE定义了以太网,并指定了网络功能的物理和数据链路层,而TCP/IP是在这两层之上使用的一套协议,用来通过以太网进行通信。TCP负责确保数据包无差错地传送,而IP则负责根据IP地址路由数据包。
每个网络栈都由多个层组成,每个层处理不同的方面。在工业以太网中,我们基于标准以太网硬件(物理和数据链路层)以及互联网协议(网络和传输层),并添加了一些专有的应用程序级别。这意味着我们不仅保留了原来的速度和可扩展性,还增加了一些必要的特性来支持对时间敏感性的需求。
与标准以太网允许文件共享和联网设备一样,工业等工作站、PLC、驱动器I/O设备等,可以通过同样的方式访问工厂车间中的设备内存储信息。
为了实现基于结构上的确定性,有三种方法:第一个方法称为“软件/标准”架构,它结合了带有TCP/IP protocol 的标准 以及额外的心理逻辑;第二种方法称为“开放式软件/改进型”架构,它采用新的standard 和硬件来确保一定程度上的稳定性;最后一种被称为“开放式软件/基础型”架构,它利用新protocol 和特殊设计hard ware 来实现更高水平的事务安全。
除了这些架构修改之外,工業應用還需要比標準乙 太網強大得多的地基設施,以承受大多數工廠環境中的惡劣條件。此外,一些工業應用還需要仔細屏蔽電磁干擾來保護通訊信道免受干擾。
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