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Industrial Ethernet im Bereich der industriellen Anwendungen
Jul 25, 2017

Industrial Ethernet im Bereich der industriellen Anwendungen

I. Überblick

Wie wir alle wissen, ist in der Enterprise Information System, Ethernet hat sich die de facto Standard-Netzwerk, industrielle Echtzeit-Steuerung

System ist eine Erweiterung des traditionellen Ethernet, um den Nutzern dabei zu helfen, ein offeneres und integriertes industrielles Automatisierungs- und Informationsnetzwerk zu bauen

Die Industrial Ethernet Technologie, die eine Kombination aus Standard Ethernet und allgemeinen industriellen Protokollen ist. Zuerst traf er die Industrie

Automatisierte Echtzeitanforderungen, das anfängliche Ethernet mit CSMA / CD kann die Echtzeit-Nachfrage nach Industrie nicht erfüllen

Wenn die Hauptnutzung des Feldbus- und Token-Ring-Netzwerks, mit den technischen Verbesserungen, der Schalter in Echtzeit war

(+ -100ns), verteilte Servosteuerung, diskrete Steuerung, Prozesssteuerung an

Sicherheitssysteme und alle industriellen Anwendungen und Unterstützung vor Ort und Fernüberwachung, Diagnose und Konfiguration; Na sicher,

EtherNet / IP-Produkte können auch andere Standard-Ethernet-Dienste wie HTTP, SNMP und so weiter verwenden. das heisst

, Industrielle Automatisierung und Enterprise Information Systems mehr direkte Integration, zum Beispiel keine zusätzliche Programmierung, das jeweilige Personal auf

Sie können die Geräte über einen Webbrowser einfach konfigurieren, diagnostizieren und überwachen. Dazu gehört auch EtherNet / IP

EMC, Installation aller Aspekte der Bestimmungen des Schutzes, um sicherzustellen, dass EtherNet / IP-Produkte, strenge industrielle Umgebung Anpassungsfähigkeit.

Zweitens die Eigenschaften der industriellen Ethernet-Technologie

2.1 Kommunikationsgewissheit und Echtzeit

Industrielle Steuerungsnetzwerk unterscheidet sich von dem gewöhnlichen Datennetz ist das größte Merkmal, das es die Kontrollrolle von Echtzeit erfüllen muss

Die Anforderung, dass die Signalübertragung schnell genug ist, um die Sicherheit des Signals zu erfüllen. Die Echtzeitkontrolle erfordert oft eine Änderung

Die Datenmenge ist korrekt und regelmäßig erfrischt. Weil EtherNet CSMA / CD verwendet, ist die Netzwerklast groß, wenn das Netzwerk

Die Übertragungsunsicherheit kann die Echtzeitanforderungen der industriellen Steuerung nicht erfüllen, so dass die herkömmliche Ethernet-Technologie der Steuerung schwer zu erfüllen ist

Das System benötigt Echtzeitanforderungen für eine genaue Timing-Kommunikation und gilt seit jeher als "nicht-deterministisches" Netzwerk.

Allerdings ist die schnelle Ethernet-und Switching-Ethernet-Technologie-Entwicklung, um die Ethernet-nicht-deterministischen Problem mit zu lösen

Um eine neue Gelegenheit zu machen, diese Anwendung möglich zu machen. Zuerst erhöhte sich die Kommunikationsrate von EtherNet von 10M, 100M

Bis zum heutigen 1000M, 10G, bei gleichem Datendurchsatz bedeutet die Erhöhung der Kommunikationsrate das Netzwerk

Die Verringerung der Netzlast und die Abnahme der Netzübertragungsverzögerung, dh die Wahrscheinlichkeit einer Netzkollision, wird stark reduziert. Zweitens, die Verwendung von Sternen

Geben Sie die Netzwerktopologie ein, der Schalter wird in eine Reihe von Netzwerksegmenten unterteilt. Der EtherNet-Switch hat eine Nummer

Entsprechend der Speicher-, Weiterleitungsfunktion, damit die Ein- und Ausgangsdaten zwischen den Ports gepuffert werden können, nicht mehr gemacht

Kollision zur gleichen Zeit der Switch kann auch Daten auf dem Netzwerk zu filtern, so dass die Anzahl der Knoten in jedem Netzwerk-Segment

Nach der Übertragung nur im lokalen Netzwerksegment, ohne das Backbone durchlaufen zu müssen, darf ich keine andere Netzwerkbandbreite aufnehmen

, Wodurch die Netzwerklast aller Netzwerksegmente und Backbone-Netzwerke reduziert wird. Wieder macht die Vollduplex-Kommunikation beide Ports zwei

Twisted Pair (oder zwei Fasern) zur gleichen Zeit zu empfangen und senden Nachricht Rahmen, wird es nicht in Konflikt. deswegen

, Die Verwendung von Switched Hubs und Full-Duplex-Kommunikation, kann die Konflikt-Domain im Netzwerk nicht mehr existieren (Voll-Duplex-Kommunikation

), Oder die Kollisionswahrscheinlichkeit ist stark reduziert (Halbduplex), wodurch der EtherNet-Kommunikations-Determinismus und die Echtzeit stark verbessert werden.

2.2 Stabilität und Zuverlässigkeit

Traditionelles EtherNet ist nicht für industrielle Anwendungen konzipiert und berücksichtigt nicht die Anpassungsfähigkeit von industriellen Standortumgebungen.

Wollen. Da der industrielle Standort der Maschinen, Klima, Staub und andere Bedingungen sind sehr schlecht, so die industrielle Zuverlässigkeit der Vorrichtung

Machte eine höhere Nachfrage. In der Fabrik muss das industrielle Netzwerk eine bessere Zuverlässigkeit und Erholung haben

Sexuelle und Wartbarkeit.

2.3 Sicherheit

Industrial Network Security ist ein weiteres Sicherheitsproblem, das industrielle Ethernet-Anwendungen berücksichtigen müssen. Industrie

Ethernet kann das traditionelle dreistufige Netzwerksystem sein, dh Informationsmanagement, Prozessüberwachungsschicht, Feldgeräte

Layer, Synthese, so dass die Datenübertragungsrate schneller, mehr Echtzeit und nahtlose Integration mit dem Internet

, Um Datenaustausch zu erreichen, verbessern die betriebliche Effizienz der Fabrik. Aber auch eine Reihe von Netzwerksicherheit eingeführt

, Industrielle Netzwerke können durch Viren, Hacker, illegale Intrusion und illegale Operationen wie Netzwerksicherheit betroffen sein

Drohen. Unter normalen Umständen können Sie ein Gateway oder Firewall auf dem industriellen Netzwerk und externe Netzwerk-Isolation,

Aber auch durch die Autorität der Kontrolle, Datenverschlüsselung und andere Sicherheitsmechanismen zur Stärkung der Netzwerk-Sicherheits-Management.

2.4 Bus-Stromversorgung Problem

Bus-powered (oder bus-fed) bedeutet, dass das an das Feldgerät angeschlossene Kabel nicht nur das Datensignal überträgt, sondern auch

Bereitstellung von Arbeitskraft für Feldgeräte. Für Feldgeräte kann die Stromversorgung folgende Methoden annehmen:

(1) in den aktuellen Ethernet-Standards auf der Grundlage der entsprechenden Modifikation der physikalischen Schicht der technischen Spezifikationen, die Ethernet-Manche

Das Signal wird auf eine Gleichstrom- oder Niederfrequenz-Wechselstromversorgung moduliert und die beiden Signale werden vom Feldgerät getrennt.

(2) ändert nicht die Struktur der aktuellen physikalischen Schicht und durch das Kabel im Leerlaufkabel, um Strom für Feldgeräte bereitzustellen.