工业以太网控制领域

随着控制技术及计算机技术与通讯技术和网络技术的持续进步，信息交换领域也持续覆盖了工厂的各个层面，由设备控制及各个环节的管理，从工程阶段及车间、工厂、企业等世界各个方面市场。

信息技术的不断进步，促使自动化系统结构的革新，进而呈现了基于网络集成的自动化系统的企业相关信息系统。本文分析了工业技术以太网在控制领域的研究与应用，并提出了实用性策略。

　　随着信息经济时代的到来，网络技术就成为了各类信息互相交流的关键方式。工业以太网具备极大的自身优势，也是工业化控制领域最重要、最优化的网络控制策略。当下以以太网系统控制为主的工业体系，正在替代现存的现场总线式控制体系，并被广泛的运用于各大控制领域中。

　　一、工业以太网概述

工业以太网也就是充分的将以太网运用在工业控制以及对应管理局域网相关技术。其具备极好的开放性，并且使用领域广泛以及价格较低，可以说基本上是垄断了商业领域对应网络市场，并且关于工业控制方面也是具有大范围的使用。

当下诸多企业工业控制系统均是使用以太网对其管理层面通讯进行统一化管理，并且各类现场总线绝大多数都开发出了关于以太网的接口，所以以太网这些年的持续发展，已经成为了工业控制领域最关键的通讯标准。

以太网技术优势：应用广泛，可以说以太网是当下使用非常广泛的计算机网络技术，也不断被人们认可并广泛应用。几乎全部的编程语言均是可以支持以太网的使用及开发的。

所以若是使用以太网为现场总线就能够充分的确保多类开发工具以及开发环境可供参考与选择;成本偏低，因为以太网的使用是非常广泛的，所以也在很大程度上受到了诸多硬件开发商的重视及大力支持，所以其是具备较多硬件产品来供对应用户参考和选择的，并且其对应的硬件价格也是较为适宜的。

还有就是因为以太网已经被使用多年，人们关于其对应设计与使用等方面经验较为丰富，对于其相关技术也是较为熟悉的。

诸多软件资源以及设计经验能够充分的降低对应系统开发及培训的费用，进而能够有效的降低对应系统总体成本，并促进系统的开发以及推广速度;通讯速率较高，当下的以太网通讯速率可达10Mb/s，并且100 Mb/s速度的以太网也已经开始被广泛的使用，1000 Mb/s以太网对应技术正在日渐成熟，10 Gb/s也还正在探究;

资源共享能力极强，随着英特网的持续进步，以太网被持续渗透于各个角落，网络上的各大用户不管是身处于何处，也不管是对应的资源物理位置处在那里，都是可以正常的应用网络中的各类程序以及设备装置与数据信息。

　　二、工业以太网在控制领域的研究与应用

　　1、以太网及其他现场控制网络

　　以太网以及其他信息网络与控制网络的有效结合可以说是一项非常典型的集成化方式。对于工业自动化来讲其最为关键的就是将通往各个层面路径上复杂性不同的链接削减，充分的跨越不同总线技术及借助某个网络直接将其通讯统一连接。以太网应该说是最为标准化的网络，它着重于数据处理以及通讯。

企业的核心部门以及各个阶级与管理层面所使用的大多都是非常标准的以太网结构性质网络，其各个部门间大量数据交换都是以太网最为典型的任务。

若是将局域网用于控制网络上层数据对应通路的扩张，促使其充分的包含着PLC以及DCS与独立性嵌入控制设备，还有对应的现场总线等各个方面自动化岛屿可以在企业对应网层间展开各类数据交换：其能够极好的实现现场控制信息以及对应生产信息与其企业的总体网络展开实时交换，以便于方便企业生产;

并合理的构建综合性全方位实施信息库，促进管理部门决策正确性;构建对应的分布式数据库管理体系促使企业控制优化、生产调度优化以及提供各类规划决策数据;并对相关的控制网络展开远程监控以及诊断和维护。

　　2、专用工业以太网控制网络

在充分的确定通信网络获得对应信息请求之后可以提供相关有限响应时间。不过以往的以太网均是使用总线式的拓扑结构以及多路存取载波侦听碰撞检测通信方法，所以在很多实时性要求及需求较高场合下会由于其通信道之间竞争与碰撞，这时就会导致数据传送出现延滞情况。

通常是认为以太网该类不确定性致使其不可以充分满足控制体系实时要求。所以，针对性的专用网络通常是包括诸多技术的，使用专门以太网集线器技术并运用集线器为网络对应仲裁器，应该合理的控制双方时间以及对应传输数据包优先级设置，促使每一条信息均是包含着传输优先级等方面实时参数。

该类智能化集线器能够动态检测，不过是需要对应通讯现场设备以太网I/O接口，并经过一定的地址分配空间将其内部通讯由外部通信中充分分离，以便于有效确保现场控制信息独立性;并且，实时现场仪表均是悬挂在专用以太网接口地址部位的，且完成分离的对应线路传输相关数据以便于有效的确保其实时数据没有出现传输延滞以及相关线路堵塞;以太网对应协议中合理的增加了实时功能，并经过最底层协议充分集成来有效保障以太网确定性以及兼容性。

　　3、以太网监控平台

可以说现阶段的嵌入式因特网是最潮流的网络应用，也就是经过Ineternet将全部对应连接网络装置充分互通互联。由于Ineternet相关原因所以对应的连接局域网络装置应该直接性的应用能够支持TCP/IP网络控制器的，其包括着软硬件。

应该说通用以太网应用层面上并不满足实时通信以及较为复杂性的工程模型组态和其相关装置之间较高的互操作性，也不能充分的满足相关工业现场有些方面较为特殊要求及需求，比如本质性安全以及恶劣环境与可靠性能等。

其关键是促使以太网可以接纳具备相关串行通信接口的现场装置，以便于实现数据采集及监控。适应于远程数据地方采集以及过程性监视和安全体系等。其并不能适应于工业现场较大规模实施过程的有效控制。

　　结语

　　总而言之，工业以太网使用于对应工业控制现场是具有极大作用与意义的。不过目前实现E网天下还是需要长时间的实践及应用经验积累，不断的攻克其所存在的相关应用问题，以便于促使工业以太网充分的适应于各大控制领域。

　　作者：王珏 王光磊 林佳峰 来源：中国科技博览 2015年38期