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现场总线以太网和两者合并的真相

发布时间:2020-07-01 02:12:23 阅读: 来源:护腿厂家

继以太网和基于IP的协议成功地取代了用于自动化的RS485和专用同轴电缆解决方案之后,经常出现这种推测,即以太网将取代现场总线。同样,自从所有类型的以太网设备都能与同一个网络连接后,常常出现这样的建议,那就是以太网可能成为现场总线不能实现的单一协议问题的解决方案。使用现场总线和以太网的相互关联被极大地曲解了。本文进一步探讨了自动化系统集成的真实性、每种网络技术所扮演的角色以及用户处理许多运行在以太网上专用协议的方法。 多年以来“现场总线”这个术语在许多方面经常使用,很难说出人们在使用这个词时它的真正含义。例如,HART是现场总线吗?Profibus和Modus也是现场总线吗?使用这个词时仅仅是指定义在IEC61158中的总线吗?它仅仅和用于过程自动化或机器自动化和运动控制的总线有关吗?一种总线必须提供本征安全的能力才称得上是现场总线吗? 在过去的几年中,市场上有一种更加宽泛的定义解决了对现场总线的疑惑:现场总线可以指贯穿工厂层的在过程中将传感器/发送器和执行器/阀门连接起来的任何自动化总线。 这还是很难理解当人们说传感器层的网络连接时他们的真正含义。这可以指它确实和传感器和发送器连接,但是它通常是指与按顺序连接到实际传感器的远程I/O块相连接。 大多数现场总线协议不是专用的。许多是基于IEC或其他行业标准,例如用于以太网的IEEE标准。然而,由于容量低于以太网,因此它们看起来相对特殊。 什么是以太网和IP? 以太网这个名字也被广泛地误解了。许多时候当问人们他们工厂中使用什么工业网络协议时,今天他们会回答是“以太网”或“TCP/IP”,正如过去他们回答“RS485”或“RS232”一样。这些实际上都是错误的,因为以太网和TCP/IP不是完整的协议堆栈,正如RS232和RS485不是协议一样。然而,以太网和TCP/IP为一些新的工业网络技术提供了基础。 协议堆栈的顶端是应用层协议。在这里你可以找到数据类型和针对工业自动化或其它任务的服务,例如网络浏览(HTTP)、EMAIL(SMTP)、文档传输(FTP)、网络管理(SMTP)或其它功能的几乎无限的阵列。以太网和IP的实际能力一般与在这个平台上能同时运行的数以千计的不同应用层协议有关。这就使网络能同时通过所有不同类型的设备做不同的事情而不产生冲突。然而,不同的设备连接到同一网络并不意味它们之间能互相通信,这是由于它们常常使用不同的协议。虽然数以千计的以太网协议之间并不一定会产生冲突,但它们也并不能使设备之间互相通话。大部分以太网解决方案完全是专用的,因此当寻求互相作用的解决方案时,仔细地检查应用层就变的非常重要。 在数以千计的使用以太网和IP的应用层协议当中,仅仅有少数是开放的并特别用于工业自动化的;大部分工厂只需要与少量的协议连接。工厂管理者的主要担心就是为不同工业应用层 设计的以太网设备之间不能相互通话。例如,SMAR、Emerson和Yokogawa的控制器都使用以太网,但是它们之间不能通话。因此用户必须避免将多种专用以太网解决方案混合,而是选择一个开放的工业应用层并贯穿整个工厂地使用。每个应用层协议有不同的功能和形成的原因。例如,大部分以太网设备支持SNMP,但是这不意味它们能够参与同一个控制方案或能够侦测控制器的故障。虽然SNMP能够很好地进行网络管理,但是它除此以外别无其它功能。这样SNMP只是工业协议的补充而并不能取代工业协议。

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