工业以太网介绍-PPT精选文档
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西门子工业以太网简介及其组态-PPT
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表5-4 S5兼容通信
o
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）
17
ISO传输协议： ISO传输协议支持基于ISO的发送和接收，使得设备（例如
SIMATIC S5或PC）在工业以太网上的通信非常容易，该服 务支持大数据量的数据传输（最大8KB）。 ISO数据接收有通信方确认，通过功能块可以看到确认信息。 TCP： TCP即TCP/IP中传输控制协议，提供了数据流通信，但并不 将数据封装成消息块，因而用户并不接收到每一个任务的确 认信号。TCP支持面向TCP/IP的Socket。 TCP支持给予TCP/IP的发送和接收，使得设备（例如PC或 非西门子设备）在工业以太网上的通信非常容易。该协议支 持大数据量的数据传输（最大8KB），数据可以通过工业以 太网或TCP/IP网络（拨号网络或因特网）传输。 通过TCP，SIMATIC S7可以通过建立TCP连接来发送/接收 数据。
2
5.1.2 工业以太网与传统以太网络的比较
工业网络与传统办公室网络相比，有一些不同之处，如表5-所 示。
表5-1 工业网络与传统办公室网络的比较
3
工业以太网产品的设计制造必须充分考虑并满足工业网络 应用的需要。工业现场对工业以太网产品的要求包括：
工业生产现场环境的高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气 体的存在，要求工业级的产品具有气候环境适应性，并要 求耐腐蚀、防尘和防水。
工业生产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在，需 要采取防爆措施保证安全生产。
工业生产现场的振动、电磁干扰大，工业控制网络必须具 有机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、电磁环境适应 性或电磁兼容性（EMC——Electro Magnetic Compatibility）等。
工业以太网介绍
图像处理器 视频解码器
视频服 务器
磁盘阵列
接入交换机
主井井口 房变电所
通风机房 配电室
副井提 升机房
生活及办公 区变电站 主井
井下主 变电所
盘区胶带 机变电所
井上 井下
主厂房
副井
准备车间
主排水泵 房变电所
南北翼大巷胶 带机 变电所
集控室
压滤车间
普通装车站
专门针对工业自动化实时可靠性而从传统以太网变异 出的厂家私有环路冗余协议。
1、STP及RSTP
STP(Spanning Tree Protocol)，是作为一个链路层协 议(IEEE 802.1D)存在的，提供路径冗余和阻止网络循环 发生。它做法是强令备用数据路径为阻塞(blocked)状态。 如果一条路径有故障，该拓扑结构能借助激活备用路径 重新配置及链路重构。网络中断恢复时间为30-60s之间。 RSTP(快速生成树算法，IEEE 802.1w)作为STP的升级， 将网络中断恢复时间，缩短到1-2s。STP网络结构灵活， 但存在恢复速度慢的缺点。在很多的工业环境中并不适 用。
1、安装和连接 商用以太网
工业以太网
• 专用网络机柜内
• 连接标准的台式机\ 工作站\打印机等
•RJ45接口
• 现场安装（控制柜内或直 接安装于自动化设备上，环 境恶劣，某些场合甚至要求 满足IP67防护等级）
• DB9，航空插座等
2、使用寿命
商用以太网
• 几年或十几年（没 有相应标准可遵循） • 风扇散热 • 备件更换：3年 • 电源(220VAC)
5、冗余要求
商用以太网
•一般没有冗余或 仅仅有核心冗余
工业以太网 •多种冗余方式的结合
《工业以太网》课件
网络延迟和可靠性要求较高。
03
CATALOGUE
工业以太网的实际应用案例
智能制造领域的应用
自动化生产线监控
工业以太网用于实时监控生产线的运行状态，确保生产过程的稳 定性和效率。
设备远程控制
通过工业以太网，实现对生产设备的远程控制，提高生产管理的 灵活性和便捷性。
数据采集与分析
工业以太网连接各种传感器和数据采集设备，实时采集生产数据 并进行深度分析，优化生产流程。
工业以太网用于构建智能城市的基础设施，如智能照明、智能安 防等。
物流管理
工业以太网用于实时追踪物流信息，提高物流管理的效率和准确性 。
矿业安全监控
工业以太网用于实时监测矿山的生产设备和环境状况，保障矿业生 产的安全。
04
CATALOGUE
工业以太网的发展趋势与未来展望
工业以太网的发展趋势
随着物联网、云计算等技术的发展，工业以太 网将与这些技术深度融合，实现更高效、智能
以太网技术不断发展，从最初 的10Mbps到现在的100Gbps ，具有很高的数据传输速率。
以太网协议与标准
以太网协议规定了数据帧的格 式、寻址方式、数据封装和解 封装等方面的规范。
以太网标准包括IEEE 802.3系 列标准，其中最常用的标准是 802.3u（快速以太网）、 802.3z（千兆以太网）和 802.3ae（万兆以太网）。
工业以太网的应用范围广泛，可以应用于各种工业设备和 系统中，如智能制造、智能物流、智能仓储等，对于工业 转型升级和智能化发展具有重要意义。
工业以太网的发展前景与挑战
工业以太网的发展前景广阔，随着工业自动化 技术的不断发展和进步，工业以太网的应用场 景和市场需求将会不断增加。
03
CATALOGUE
工业以太网的实际应用案例
智能制造领域的应用
自动化生产线监控
工业以太网用于实时监控生产线的运行状态，确保生产过程的稳 定性和效率。
设备远程控制
通过工业以太网，实现对生产设备的远程控制，提高生产管理的 灵活性和便捷性。
数据采集与分析
工业以太网连接各种传感器和数据采集设备，实时采集生产数据 并进行深度分析，优化生产流程。
工业以太网用于构建智能城市的基础设施，如智能照明、智能安 防等。
物流管理
工业以太网用于实时追踪物流信息，提高物流管理的效率和准确性 。
矿业安全监控
工业以太网用于实时监测矿山的生产设备和环境状况，保障矿业生 产的安全。
04
CATALOGUE
工业以太网的发展趋势与未来展望
工业以太网的发展趋势
随着物联网、云计算等技术的发展，工业以太 网将与这些技术深度融合，实现更高效、智能
以太网技术不断发展，从最初 的10Mbps到现在的100Gbps ，具有很高的数据传输速率。
以太网协议与标准
以太网协议规定了数据帧的格 式、寻址方式、数据封装和解 封装等方面的规范。
以太网标准包括IEEE 802.3系 列标准，其中最常用的标准是 802.3u（快速以太网）、 802.3z（千兆以太网）和 802.3ae（万兆以太网）。
工业以太网的应用范围广泛，可以应用于各种工业设备和 系统中，如智能制造、智能物流、智能仓储等，对于工业 转型升级和智能化发展具有重要意义。
工业以太网的发展前景与挑战
工业以太网的发展前景广阔，随着工业自动化 技术的不断发展和进步，工业以太网的应用场 景和市场需求将会不断增加。
xf_工业以太网交换机基础知识PPT课件
12
基础知识
（2）全光缆媒体的使用 在以太网发展的初期，传输媒体采用铜轴
电缆，构成公共总线结构。当10BASET／F出 现后，构成了星型结构的以太网，采用了双绞 线和光缆作为传输媒体，以后发展的100BASE 和1000BASE均是如此。当10000BASE出现后， 构成了全光缆以太网，在万兆位以太网上不再 使用双绞线或其他铜缆。
28
基础知识
管理型冗余交换机
高级的管理型冗余交换机提供了
一些特殊的功能，特别是针对有稳定性、
安全性方面严格要求的冗余系统进行了
设计上的优化。构建冗余网络的主要方
式主要有以下几种，STP、RSTP；环网 冗余RapidRingTM以及Trunking。
29
基础知识
1STP及RSTP
STP(SpanningTreeProtocol，生成树算
STP
RSTP
Redundent Ring
Trunking
30~60s
1~2s
<300ms
<10ms
High
High
Medium
Low
IEEE 802.1D
IEEE 802.1w
Proprietary
Proprietary
Medium
Medium
Low
High
16
基础知识
(5)交换技术发展历程 ①共享—交换—全双工交换—时分复用全双工交换：从以太网第 2层(L2)交换技术发展和演变历程来分析，目前已经出现了时分复 用全双工交换技术。当以太网技术自共享演变到交换后，半双工 传输媒体上仍旧会出现传输数据碰撞现象。直到出现了全双工交 换技术，此时以太网技术完全摆脱了传统以太网CSMA／CD约束， 全双工交换以太网上不再会发生传输数据碰撞。万兆位以太网上 只支持了全双工交换。全双工交换基础上，当每个站点所发送定 长帧按固定时隙媒体上传输时，这就发展成时分复用全双工交换 技术，这种技术使以太网具有良好实时性，高质量传输语音和视 频信号。 ②L2交换-L3交换-L4交换以及高层交换：以太网交换机，从面向 帧交换L2交换机发展到面向IP分组L3交换机，继而又出现了面向 数据流L4交换机，L4交换技术与网站上主服务器结合起来，可以 获访问主服务器高速缓冲效应。目前市场上还出现了面向应用高 层交换技术。 17
基础知识
（2）全光缆媒体的使用 在以太网发展的初期，传输媒体采用铜轴
电缆，构成公共总线结构。当10BASET／F出 现后，构成了星型结构的以太网，采用了双绞 线和光缆作为传输媒体，以后发展的100BASE 和1000BASE均是如此。当10000BASE出现后， 构成了全光缆以太网，在万兆位以太网上不再 使用双绞线或其他铜缆。
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基础知识
管理型冗余交换机
高级的管理型冗余交换机提供了
一些特殊的功能，特别是针对有稳定性、
安全性方面严格要求的冗余系统进行了
设计上的优化。构建冗余网络的主要方
式主要有以下几种，STP、RSTP；环网 冗余RapidRingTM以及Trunking。
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基础知识
1STP及RSTP
STP(SpanningTreeProtocol，生成树算
STP
RSTP
Redundent Ring
Trunking
30~60s
1~2s
<300ms
<10ms
High
High
Medium
Low
IEEE 802.1D
IEEE 802.1w
Proprietary
Proprietary
Medium
Medium
Low
High
16
基础知识
(5)交换技术发展历程 ①共享—交换—全双工交换—时分复用全双工交换：从以太网第 2层(L2)交换技术发展和演变历程来分析，目前已经出现了时分复 用全双工交换技术。当以太网技术自共享演变到交换后，半双工 传输媒体上仍旧会出现传输数据碰撞现象。直到出现了全双工交 换技术，此时以太网技术完全摆脱了传统以太网CSMA／CD约束， 全双工交换以太网上不再会发生传输数据碰撞。万兆位以太网上 只支持了全双工交换。全双工交换基础上，当每个站点所发送定 长帧按固定时隙媒体上传输时，这就发展成时分复用全双工交换 技术，这种技术使以太网具有良好实时性，高质量传输语音和视 频信号。 ②L2交换-L3交换-L4交换以及高层交换：以太网交换机，从面向 帧交换L2交换机发展到面向IP分组L3交换机，继而又出现了面向 数据流L4交换机，L4交换技术与网站上主服务器结合起来，可以 获访问主服务器高速缓冲效应。目前市场上还出现了面向应用高 层交换技术。 17
工业网络技术第9章工业以太网.ppt
100BASETX、100BASEFX。 千兆以太网分为1000BASEX、1000BASET。
以太网的数据链路层
媒体访问控制子层（MAC） 逻辑链路控制子层（LLC）
MAC子层
CSMA/CD 缺点： 1、半双工通信模式。 2、不提供优先级机制，网络上的节点地位
是平等的。
MAC帧结构
前导码 SFD 目的地址 源地址 长度 数据区 填充段 CRC校验
以太网的物理层
基带：采用曼彻斯特编码。 宽带：采用PSK相移键控编码。
以太网类型名称
名称最前是数字，表示的是通信波特率。 名称中间是BASE或BROAD，表示网络是宽
带还是基带。 名称最后如果是数字表示的是网段的最大长
度，如果是字母T表示传输介质是双绞线， 如果是字母F表示传输介质是光纤。 如10BASE5、10BASE-T。
TCP头 FTP头 客 户 数 据 TCP段
IP头 TCP头 FTP头 客 户 数 据 IP数 据 报
令 牌 网 头 IP头 TCP头 FTP头 客 户 数 据 令牌环网数据帧
TCP/IP网络层
包含网际互联协议IP、地址解析协议ARP、 反向地址解析协议RARP、网际控制报文 协议ICMP和网际组管理协议IGMP。
将数据包从源节点送到目的节点。
IP协议
主要功能是提供无连接的数据报传送和数据报的路 由选择。
IP协议以包的形式传输数据，称为IP数据报。 IP是一种不可靠，但是会尽力传送的协议。 不可靠体现在IP不追踪传输路径，也没有任何机制
来对报文重新排序。 尽力传送体现在IP不轻易放弃任何一个数据报，只
有在资源耗尽或网络出现故障的情况下才会放弃。
TCP/IP参考模型
应用层(Telnet、FTP、HTTP、DNS、SNMP和SMTP等) 传输层(TCP和UDP)
以太网的数据链路层
媒体访问控制子层（MAC） 逻辑链路控制子层（LLC）
MAC子层
CSMA/CD 缺点： 1、半双工通信模式。 2、不提供优先级机制，网络上的节点地位
是平等的。
MAC帧结构
前导码 SFD 目的地址 源地址 长度 数据区 填充段 CRC校验
以太网的物理层
基带：采用曼彻斯特编码。 宽带：采用PSK相移键控编码。
以太网类型名称
名称最前是数字，表示的是通信波特率。 名称中间是BASE或BROAD，表示网络是宽
带还是基带。 名称最后如果是数字表示的是网段的最大长
度，如果是字母T表示传输介质是双绞线， 如果是字母F表示传输介质是光纤。 如10BASE5、10BASE-T。
TCP头 FTP头 客 户 数 据 TCP段
IP头 TCP头 FTP头 客 户 数 据 IP数 据 报
令 牌 网 头 IP头 TCP头 FTP头 客 户 数 据 令牌环网数据帧
TCP/IP网络层
包含网际互联协议IP、地址解析协议ARP、 反向地址解析协议RARP、网际控制报文 协议ICMP和网际组管理协议IGMP。
将数据包从源节点送到目的节点。
IP协议
主要功能是提供无连接的数据报传送和数据报的路 由选择。
IP协议以包的形式传输数据，称为IP数据报。 IP是一种不可靠，但是会尽力传送的协议。 不可靠体现在IP不追踪传输路径，也没有任何机制
来对报文重新排序。 尽力传送体现在IP不轻易放弃任何一个数据报，只
有在资源耗尽或网络出现故障的情况下才会放弃。
TCP/IP参考模型
应用层(Telnet、FTP、HTTP、DNS、SNMP和SMTP等) 传输层(TCP和UDP)
工业以太网通讯简介PPT课件
Count属性 Add方法 Remove方法 Item方法
28
使用VB开发OPC应用程序
OPC应用程序首先生成OPC服务器支持 的OPC对象，然后可以使用OPC对象支 持的属性和方法对其进行操作。
一个OPC程序可以和多个OPC服务器连 接。
29
OPC对象的层次结构
30
开发OPC应用程序的步骤
工业以太网数据交换简介
1
企业信息化网络架构
2
数据交换问题
工业现场不同的控制系统间数据如何进行 通讯？
3
常用的解决方案
DDE（Dynamic Data Exchange） 设备或软件提供方专有的通信接口 OPC（OLE for Process Control）
4
OPC的目的
企业信息化网络系统中，从处理设备数据 的现场总线层，到进行过程处理的监控层， 以至生产管理层，建立一个有效的数据交 换工业标准。
5
利用驱动程序的数据
6
利用OPC的数据通讯系统
7
OPC的历史
OPC标准是由提供工业制造软件的5家公司 所组成的OPC工作小组1995年开发的。
Fisher-Rosement Intellution Rockwell SoftWare Intuitive Technology Opto22
微软作为技术顾问给予支持。
8
OPC的历史
1996年9月OPC基金会在美国达拉斯举行 第一次理事会，同年10月在美国的芝加哥 举行第一次全体大会上正式宣告成立。
1996年8月完成OPC数据访问标准版本 1.0。
9
OPC的历史
目前OPC基金会的理事由如下公司组成：
Fisher-Rosement Honeywell Intellution Rockwell SoftWare National Instrument Siements（欧洲代表） 东芝（远东代表）
28
使用VB开发OPC应用程序
OPC应用程序首先生成OPC服务器支持 的OPC对象，然后可以使用OPC对象支 持的属性和方法对其进行操作。
一个OPC程序可以和多个OPC服务器连 接。
29
OPC对象的层次结构
30
开发OPC应用程序的步骤
工业以太网数据交换简介
1
企业信息化网络架构
2
数据交换问题
工业现场不同的控制系统间数据如何进行 通讯？
3
常用的解决方案
DDE（Dynamic Data Exchange） 设备或软件提供方专有的通信接口 OPC（OLE for Process Control）
4
OPC的目的
企业信息化网络系统中，从处理设备数据 的现场总线层，到进行过程处理的监控层， 以至生产管理层，建立一个有效的数据交 换工业标准。
5
利用驱动程序的数据
6
利用OPC的数据通讯系统
7
OPC的历史
OPC标准是由提供工业制造软件的5家公司 所组成的OPC工作小组1995年开发的。
Fisher-Rosement Intellution Rockwell SoftWare Intuitive Technology Opto22
微软作为技术顾问给予支持。
8
OPC的历史
1996年9月OPC基金会在美国达拉斯举行 第一次理事会，同年10月在美国的芝加哥 举行第一次全体大会上正式宣告成立。
1996年8月完成OPC数据访问标准版本 1.0。
9
OPC的历史
目前OPC基金会的理事由如下公司组成：
Fisher-Rosement Honeywell Intellution Rockwell SoftWare National Instrument Siements（欧洲代表） 东芝（远东代表）
2013ORing工业以太网介绍forTIANDY.ppt
智能交通-电子警察
IGS-3044GP IGS-1041GPA VS8040U
工业全千兆管理，含4个10/100/1000 M RJ45 端口，4个100/1000M SFP光口 工业非网管千兆交换机，含4个10/100/1000M RJ45 端口，1个100/1000M SFP光口
智能交通-隧道监控
Agenda
以太网基本架构 工业网络与商用网络差异 工业以太网交换机产品概览 应用案例
ORing交换机产品特点概览
宽温 -40 ~ 70°C
(产品最长保修期）
5 年质保
冗余电源
最快冗余环技术 (自愈时间小于10ms)
中央管理软件 Open-Vision
非网管型交换机概述
5电口或是8电口工业用非管理型交换机主要应用在工厂自动化(DCS), 设备制造商, 道口监控三个市场。 ORing有多种型号5/8电口工业用非管理型交换机，彼此之间差异主要在于尺寸大小 （安装方式）、电源输入方式以及工作温度范围。
பைடு நூலகம்
中央监控层
RES-3242GC
RES-3242GC
网络汇聚层
IES-2042
IES-7084GC
IES-3082GP
设备接入层
IES-1042
IES-2042 IES-1080
工业控制系统以太网络架构
Level 1: 企业资源管理系统
ERP
Level 2: SCADA和DCS控制系统
SCADA/DCS/MES/SIS …
智能交通-车载无线监控
Thank You!
网管型交换机产品特点概述
ORing网管型交换机种类丰富，全宽温设计，通过各种工业及行业认证，产品适合 于电力、交通、工业自动化等各种严苛应用环境，产品覆盖范围从6端口到28端口， 百兆到千兆，光纤接口组合灵活，支持ST/SC以及SFP光模块。 ORing网管功能强大，支持及兼容各种网络冗余协议，包括STP、RSTP、MSTP等 ，以及ORing所独立开发的O-RSTP、O-Ring、O-chain、Open-Ring等私有网络协 议。
最新第8章-工业以太网课件精品文档
工业以太网
8.1 工业以太网简介
三、通信非确定性的缓解措施
(4) 采用交换式以太网技术 ● 在传统的以太网中，多个节点共享同一个传输介质，共享网络
的固定带宽。 ● 交换机接收并存储通信帧，根据目的地址和端口地址表，把通
信帧转发到相应的输出端口，为连接在其端口上的每个网络节 点提供独立的带宽。使不同设备之间产生冲突的可能性大大降 低。
三、以太网的通信帧结构与工业数据封装 以太网的帧结构与封装过程
工业以太网
8.2 以ห้องสมุดไป่ตู้网的物理连接与帧结构
三、以太网的通信帧结构与工业数据封装
帧头 8字节
地址+类型 IP首部 14字节 20字节
TCP首部 20字节
工业控制数据包
CRC校验 4字节
地址 功能码 数据 校验码
TCP/IP封装的工业控制数据包
(4) 网络供电
● 网络传输介质在用于传输数字信号的同时，还为网络节点设备传递工作电源者，被
称之为网络供电。
● 工业以太网目前有两种供电方式，一种利用5类双绞线现有的信号接收与发送两对 线缆，另外一种采用5类线缆中空闲线对网络节点供电。
工业以太网
8.1 工业以太网简介
二、工业以太网的特色技术
(5) 本质安全 本质安全是指将送往易燃易爆危险场合的能量，控制在引起火 花所需能量的限度之内，从根本上防止在危险场合产生火花而 使系统安全得到保障。 目前以太网收发器的功耗较高，设计低功耗以太网设备还存在 一些难点，真正符合本质安全要求的工业以太网还有待进一步 努力。对应用于危险场合的工业以太网交换机等，目前一般采 取隔爆型作为防爆措施。
工业以太网
8.3 TCP/IP协议组
四、传输控制协议TCP
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•
三层网络架构的缺点
1.三层网络没有通用的路由服务支持，必须借助于控制器或者网关设备完成不同层次之间 的信息传递 。 2.传统的主从模式的网络是基于轮询或者主从扫描方式工作的，控制器必须要占用其宝贵 的处理能力来管理通讯，同时用户必须调用相应的功能块，或编写特定的路由表来完 成通讯的任务。这样不仅加重了处理器的负荷，影响系统实时控制性能，而且非专业 人员很难达到底层的深度透明访问。这也就是传统系统只能提供有限诊断，甚至网络 的浏览也只能限定在静态访问的原因 3.拓展性较差，对于大规模应用有较高限制，特别是对于后期追加拓展，面临系统容量限 制。 4.对于形成整体的网络，存在风险节点，网络生存性差。 5.信息集成能力不强。控制站所获取的管理信息有限，大量的数据如设备参数、故障及故 障记录等数据很难得到，难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换与信息共享 可靠性不易保证。只是将控制分散到若干局部，而未能实现危险的彻底分散。大量I/O 电缆敷设施工，不仅增加了成本，也增加了系统的不可靠性。 6.可维护性不高。由于现场设备信息不全，其在线故障诊断、报警、记录功能不强，很难 完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化功能，影响了系统的可维护性
为什么以前不用Ethernet作现场总线
Ethemet区别于其他网络(如令牌网、令牌环网、主从式网络等)的重要特点是，它采用 的介质访问控制方法一CSM A／CD(carrier sense multiple access with collision detection，冲突检测载波监听多点访问),是一种非确定性或随机性通信方式。其基本 工作原理是：某节点要发送报文时，首先监听网络，如网络忙，则等到其空闲为止， 否则将立即发送，并同时继续监听网络；如果两个或更多的节点监听到网络空闲并同 时发送报文时，将发生碰撞，同时节点立即停止发送，并等待一段随机长度的时间后 重新发送。16次碰撞后，控制器将停止发送并向节点微处理器回报失败信息。 -----不确定性导致网络可靠性很差 Ethemet没有用于现场总线的另外一个重要原因是，作为工业现场智能设备的核心组 成部分— — 微处理器，在20世纪80年代时还处于初期发展阶段，功能简单，数字处理 能力不强，不能处理Ethemet上“捆绑”使用的TCP／IP协议。 ----处理能力差导致系统不能有效识别和处理现场信息，导致系统安全性差
对于现场总线的要求
• 三个“C”恰好可以完整描述人们对工业网络典型的功能要求。而且通常这三种功能是 从顶层到底层，随时随地、贯穿始终的。很难想象，底层丰富的诊断数据如果不能方 便地在整个网络架构中提取和共享，这种诊断的实际意义有多大。但是很显然，这三 种网络功能（Services）在数据传送量、实时性要求、发生特性上都有着极大的区别， 甚至可以说将其融合在一根总线上存在本质上的冲突和矛盾。如何解决这一矛盾？我 们的问题是： (1) 是否可以通过提高总线波特率解决这些矛盾？ (2) 三层网络本身存在纵向集成问题，如何跨越不同的网络层次完整集成这些功能 (3) 是否可以使用某种代理（Proxy）或者网关来实现这些功能？ (4) 什么是真正可行的解决方案？ 是否可以通过提高网络波特率解决这些问题呢？答案是否定的。其根本原因在于，影 响网络吞吐量（Throughput）的三个要素中，除了波特率，还包括协议的效率和通讯 的模式。用以太网（典型1 500字节长）去处理位元（bit）信息显然效率不高。其实核 心的要素是网络通讯模式对网络带宽的使用效率和不同网络服务的优先级处理问题。 毕竟，网络波特率即便大幅提升，终究有一定限制，是有限的资源。
工业以太网介绍
---OMRON：邹竹
现场总线的结构
• 物理层：定义了现场总线的 传输介质(双绞线、同轴电缆、 光纤和无线电)、传输速率最 大传输距离、拓扑结构及信 号类型等 数据链路层：为所有连接封 同一物理通道上的应用进程 提供实时协调管理，规定物 理层与应用层之间的接口， 信息传输的差错校验等。 应用层：定义现场总线的命 令、响应、数据和事件。分： 为用户层提供服务的FMS (Fieldbus Messaging Speeication)和与数据链路层 连接的FAS(F|eld bus Aeee~Sublaye)两个子层。
引入Ethernet的必要性
工业以太网发展动力在于以下几点 1.自动化系统需要将生产流程中的所有东西联网，从最底层传感器到公司内部网 （Intranet）,以实现对于生产过程更为高效的控制 2.现代化生产需要工业网络尽可能扁平，最好是单一网络从顶层到车间一网到底，以减 少培训，安装和库存方面的费用 3.技术条件成熟使得以太网到工业现场成为可能。 4.最重要的原因是人们对于生产系统信息化的需求，以应对新经济条件下日益激烈的竞 争，生产企业必须不断优化生产过程，提高产出的同时最大限度的利用生产资源，并 且企业需要保证整个生产系统非预期的停机时间减少，以减少因此带来的损失，另外 在产品周期越来越短的情况下，客户对于产品的个性化需求也在日益提高，都要求生 产系统能够在最短时间内完成产品生产的组态或者组态变更，以缩短产品投放市场的 时间。日益严格的行业法规也越来越要求生产组织者能以最方面最大的透明性。基于以上原因使得工业以太网在生产管理 方面的作用越来越突出。 5Ethernet/IP提供了在MES、ERP系统中通用的标签，以满足在构建企业信息化系统中 对于底层信息的调用和定义。并且减少了底层数据的变化导致整个系统重新组态的风 险
•
•
之前工厂现场总线结构
• • • 现场设备层（Control）：典型的包括远程I/O控制、智能型设备如变频器实时网络控制、 控制器之间通过网络实现的互锁功能等。典型特点是：数据成组，数据块大小有限但是 强调快速、可重复、确定性的通讯。典型地开关量信号5~10毫秒、模拟量40~200毫秒 刷新等。某些通过实时总线连接的就地操作员（EOI）站也可归为这一类通讯 控制层网络（Collect）：通过网络完成的数据采集和发送。如上位HMI完成数据采集和 监视控制，同时也包括系统诊断信息的提取等。典型特点是数据通讯量大，要求周期性 或者应系统需要实现通讯，典型刷新时间500~1 000毫 管理层（Configure）：过网络完成就地和远程设备以及系统的设置、组态，程序的上 载、下载等任务，包括提供路由支持，实现网络设备的定位或者状态浏览功能。典型特 点是通讯任务为人为型、突发型，数据传送量非常大