您可能熟悉以太网-一种允许计算机(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的网络协议。以太网是为高速数据传输而开发的,高效、简单且灵活。而且,它可以说是世界上最广泛采用的网络协议。这些因素以及低廉的实施成本使以太网成为适用于工业环境的有吸引力的网络技术。
然而,在工业设置中使用标准以太网的一个基本问题是,用于路由和传送数据的TCP/IP协议本身并不提供许多自动化和处理应用中所需的实时、确定性能。但以太网中使用的物理硬件可以。工业应用需要一种新的实时协议,旨在利用以太网物理层,这些物理层还可以提供机器、传感器执行器及其他设备之间确保通信。在此前提下,开发了工业以太网。
工业以太网基于IEEE标准802.3定义,并指定了网络功能中的物理和数据链路层。TCP/IP是在以太网数据链路层之上使用的一套协议,以便通过接口进行通信。这包括TCP,即传输控制协议,可确保无差错地发送数据包,而IP即Internet protocol,它根据IP地址来定位并将数据包发送给正确目的地。
一组多个互联部分构成了一个完整的通信系统,每个部分都专注于处理与信息流动有关的一个方面。此外,对于满足特定操作需求而设计特殊接口和规则的情况也存在。因此,我们不能忽视Can总线作为另一种重要通信方式,它在汽车行业尤其常见,有几种不同的实现,如CAN 2.0A, CAN 2.0B等。
尽管如此,与标准设备共享文件和连接办公室设备一样,Can总线允许工厂车间中的驱动程序(PLC)、工作站及I/O设备之间直接交换信息。这意味着我们必须考虑到它们如何协同工作,以及如何选择合适类型来实现最佳效果。
为了保证这类复杂任务能够顺利完成,并能在不牺牲速度的情况下保持精度,因此三种方法被提出:第一个架构-称为标准软件/改进型,以每个节点内置对实时性的支持;第二种架构-开放式软件/改进型,以新创建的一套更强大的管理系统;第三种则结合了两者的优势,使得它既具有灵活性又能保证效率。
除了这些修改之外,还需要更强大的硬件如电缆与连接器来应对恶劣条件,同时还要进行仔细屏蔽、接地与滤波,以减少EMI干扰。
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