工业以太网通信技术课件

第十章工业以太网通讯技术随着信息技术的不断发展,信息交换技术覆盖各行各业。在自动化领域,越来越多的企业需要建立包含从工厂现场设备层到控制M控有筒络呆另至袖的全显稽息花系绕。工业以太网提供了针对制造业控制网络的数据传输的以太网标准术基准,利交换以太网结构,有很高的网络可操作性和实效性,最大限度地满足业以太网以其特有的第成本、高实效高扩展性及高智能的魅力,吸引着越来越多的制101工业以太网简介10以太网技术号的公揍筏验逐是短天李:以太网的核心思想是使用共的岗家改大向态鸟情生夔用8為(①千在光和线上传Network,局域网)类型。目前的以太网按照传输速率大致分为以下四利传输介质是铜轴电缆,传输速率为10Mbit/s快速以太网—传输速率为100Mbit/s,采用光缆或双绞线作为传输介质,兼以太网Gigabit以太网展的以太网协议,传输速率为1Gbit/s.用光缆或双绞线的以太网标准,容0/s以天网和100/以太网的交换机和路由器设备10Gigabit以太网202年6月发布,是一种速度更快的以太网技术。支持智MetropolitanAreaNetwork)的宽带解不尚奤罂技变吴蓠玄芗牵痠龍网朝建伦在物:道浮角术都具络技术需要考虑与计算机网络连接的一致性,需要提高对现场设备通网络设备的开发者与制造商把目10.2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10-1所示办公室网络应用场合普通办公场合工业场合、工况恶劣,抗干扰性要求较高扑结枃支持线形、环形、星形等结文持线形、环形、星形等结构,并便于各种结构的组合和转换,简单的安装最大的灵活性和模块性,高扩展能力般的实用性需求,允许网可用性络故障时间以秒或分钟极高的实用性需求,允许网络故障时间<300ms以避免生产停顿网络监控和维护网络监控必须有专人员使用网络监控成为工厂监控的一部分,网络模专用工具完成块可以被HM软件如WinCC监控,故障模块容易更换表10-1工业网络与传统办公室网络的比较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j工业生产现场的振动、电磁干扰大,工业控制网络必须具机械环境适应性(如耐振动、耐冲击)、电磁环境适应性或电磁兼容性(EMC——ElectroMagneticCompatibility业刚希件的电:道,是米用肉低压直流电源标准,采用标准导轨安装,安装方便,适用于工业环境安装的要网络器件要能方便地安装在工业现场控制柜内,并容易更换。10.1.3工业以太网应用于工业自动化中的关键问题1、通信实时性问题以太网采用的CSMA/CD的介质访问控制方式,其本质上是非实时的。平等竞争的介质访问控制方式不能满足工业自动化领域对通信的实时性要求。因此以太网一直被认为不适合在底层工业网络中使用。需要有针对这一问题的切实的解决方案。2、对环境的适应性与可靠性的问题以太网是按办公环境设计的,将它用于工业控制环境,其环境适应能力、抗干扰能力等是许多从事自动化的专业人士所特别关心的。在产品的设计时要特别注重材质、元器件的选择。使产品在强度、温度、湿度、振动、干扰、辐射等环境参数方面满足工业现场的要求。还要考虑到在工业环境下的安装要求,例如轨式安装等。像R45类的连接器,在工业上应用太易损坏,应该采用带锁紧机构的连接件,使设备具有更好抗振动、抗疲劳能力。■3、总线供电在控制网络中,现场控制设备的位置分散性使得它们对总线有提供源的要求。现有制网络技术都可以利用网线对现场设电做出规案是利用双绞线般在流10-36V低压供电本质安全委游路奇题如跫在量员芝建工影的1必须考虑木在工业数据通信与控制网终中,直接采用以太网作为控制网终的通1发展的一个方场总线控制网岗多与以太分果为现场总线网络的高速网段,使的解决方案。在控制网络中采用以太网技术无疑有助于控制网络与互联网的融合P协议嵌入Web、TCP/IP协议和We的mcc场节点。便可用层协议尚未统一的环境下,借助IE等通用的网络浏现对生现场数解接男进而实现远程监控,也是人们提出且正在实现的104西门子工业以太网西门子公司在工业以太网领域有着非常丰富的经验和领先的解决方案。其中SIMATICNET工业以太网基于经过现场验证的技术符合IEEE802.3标准并提供10bit/s以及100Vbt/s快速以太网技术。经过多年的实践,SIMATICNET工业以太网的应用已多于40000个~点,偏布世界各地,用于严酷工业环境,并包括有高强度电磁干扰的地区1、基本类型(1)10Nbt/s工业以太网应用基带传输技术,基于IEEE8023,利用CSMA/CD介质访问方法的单元级、控制级传输网络。传输速率为10Mbi/s,传输介质为同轴电缆、屏蔽双绞线或光纤(2)100Mbt/s快速以太网基于以太网技术,传输速率为100Mbit/s,传输介质为屏蔽双绞线或光纤2、网络硬件(1)传输介质网络的物理传输介质主要根据网维搖学网警帮後角的速来选择。通传输介质包括芯电缆,无双绞,无屏蔽(例如:AS-interfaceb2芯双绞线,无屏蔽■2芯屏蔽双绞线(例如:PROFIBUS)■同轴电缆(例如:Industrialetherenet)光纤(例如:PROFIBUS/Industrialetherenet)无线通信(例如:红外线和无线电通信)西门子工业以太网络中,通常使用的物理传介质时屏蔽双绞线Twistedpair屏蔽双绞线(IP—IndustrialTwistedpair)以及络部件工业以太网链路模块OLM、ELM依照IEEE802.3标准,利用电缆和光纤技术,SIMATICT连接模块使得工业以太网的连接变得更为方便和灵活。OLM(光链路模块)有3个IP接口和两