工业以太网在现场网络设备上的新一轮自动化革命

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      工业以太网目前在工业行业里已经得到广泛应用，但大多是用在信息管理层，以太网在现场网络设备上要想大规模得到应用一是要克服用户的一些心理障碍，一是各家供应商要齐心协力去推广这种新技术，技术要发展，以太网能否用到现场网络设备将会引起新一轮的自动化革命.

      现场总线技术已经成为工业控制领域成熟的通讯技术，为广大的自动化工程师所接受和掌握，在未来数年在市场上保持主流的地位，在工业控制领域用户面临着激烈的市场竞争，提高生产效率，降低运营维护成本，在项目建设阶段降低固定资产的投资，这是它成长的唯一动力，即企业追求利润，追求利润就是企业要如何降低成本，包括两方面，一是项目建设期间，再一是运行维护阶段.现场总线最大的利益体现在生产装置投运之后长期的维护和运行中，这方面还需积累经验不断改进，这还有很长的路要走.

以太网运用在工业领域中出现的间题目前也正在逐步得到解决:

优点:经过数年的运用，之前用户所担心的可能出现的间题大多已经被解诀或者被证实这些忧虑是多余的，而工业以太网的诸多优点也显现出来，尤其是使用方便简洁.

基础:越来越多的自动化系统工程师·S,S接受并掌握了工业以太网技术，用户基础快谏增加.

成本:随着用户数量的增加，系统构成成本也有所降低.

产品:厂商推出了越来越多的支持工业以太网的硬件产品，使用户有了更多的选择.由于以太网具有应用广泛、价格低廉、通信速率高、软硬件产品丰富、应用支持技术成熟等优点，目前它已经在工业企业综合自动化系统中的资源管理层、执行制造层得到了广泛应用，并呈现向下延伸直接应用于工业控制现场的趋势.未来工业以太网将在工业企业综合自动化系统中的现场设备之if}的互加和信息集成发挥越来越重要的作用.

工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋

   随着以太网通信速率的提高、全双工通信、交换技术的发展，为以太网的通信确定性的解决提供了技术基础，从而消除了以太网直接应用于工业现场设备间通信的主要障碍，为以太网直接应用于工业现场设备间通信提供了技术可能。为此，国际电工委员会IEC正着手起草实时以太网(Real-timeEthernet,RTE)标准，旨在推动以太网技术在工业控制领域的全面应用。针对这种形势，以浙江大学、浙大中控、中科院沈阳自动化研究所、清华大学、大连理工大学、重庆邮电学院等单位，在国家“863”计划的支持下，开展了EPA(EthernetforPlantAutomation)技术的研究，重点是研究以太网技术应用于工业控制现场设备间通信的关键技术，通过研究和攻关，取得了以下成果：

以太网应用于现场设备间通信的关键技术获得重大突破。

   针对工业现场设备间通信具有实时性强、数据信息短、周期性较强等特点和要求，经过认真细致的调研和分析，采用以下技术基本解决了以太网应用于现场设备间通信的关键技术：

    ①实时通信技术

   其中采用以太网交换技术、全双工通信、流量控制等技术，以及确定性数据通信调度控制策略、简化通信栈软件层次、现场设备层网络微网段化等针对工业过程控制的通信实时性措施，解决了以太网通信的实时性。

    ②总线供电技术

   采用直流电源耦合、电源冗余管理等技术，设计了能实现网络供电或总线供电的以太网集线器，解决了以太网总线的供电问题。

    ③远距离传输技术

    采用网络分层、控制区域微网段化、网络超小时滞中继以及光纤等技术解决以太网的远距离传输问题。

    ④网络安全技术

   采用控制区域微网段化，各控制区域通过具有网络隔离和安全过滤的现场控制器与系统主干相连，实现各控制区域与其他区域之间的逻辑上的网络隔离。

    ⑤可靠性技术

   采用分散结构化设计、EMC设计、冗余、自诊断等可靠性设计技术等，提高基于以太网技术的现场设备可靠性，经实验室EMC测试，设备可靠性符合工业现场控制要求。

    (2)起草了EPA国家标准。

   以工业现场设备间通信为目标，以工业控制工程师（包括开发和应用）为使用对象，基于以太网、无线局域网、蓝牙技术+TCP/IP协议，起草了“用于工业测量与控制系统的EPA系统结构和通信标准”（草案），并通过了由TC124组织的技术评审。



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