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现场总线技术的发展与工业以太网综述

作者: 时间:2012-12-29 来源:网络 收藏

  3. 在工业控制中使用Ethernet如何获得技术支持。

  由于采用与商用Ethernet相同的技术,因此具有最广大的支持网络和资源。
  为了促进Ethernet在工业领域的应用国际上成立了工业Ethernet协会(www.lndustrial.Ethernet.com )和IAONA(www.iaona.com ),并与美国ARC Advisory Group AMR Resesch研究中心和Gartnet Gronp、AMR Reseach研究中心和Gartner Group等机构合作,开展工业Ethernet关键技术的研究。美国电气工程师协会(IEEE)正着手制定现场装置与Ethernet通信的新标准该标准。该标准让网络直接看到对象(object)。这些工作为Ethernet进入工业自动化的现场级打下了基础。
  为适应市场趋势全球主要自动化厂商和组织加强了工业Ethernet实现。

   法国施奈德公司:4年前推出透明工厂战略,使其成为工业Ethernet应用的坚决倡导者。ModbusTCP/IP(1998)是目前工业Ethernet事实了标准,并促进Ethernet在传感器和设备级的应用。

   德国门子公司:1998年发布工业Ethernet白皮书,并于2001年发布其工业Ethernet的规范,称为PROFINET。

   美国洛威尔自动化公司:2000年发布工业Ethernet规范,称为Ethernet/IP。

   基金会现场总线FF:2000年发布工业Ethernet规范,称为HSE。

  4. Ethernet与网络安全问题

   在工厂运用互联网技术并不意味着工厂网络一定要连接到互联网。采用网络的工厂,连入互联网均使用TCP/IP。这样就面临互联网类似的安全问题。

   安全隐患:病毒、工业间谍、黑客、软件BUG、恐怖主义。

   黑客的动机:金钱、信息、恐怖主义、破坏、政治等,工业现场相对较少吸引力。同时,黑客行为是高技术的,有费时费力费钱的代价。

   物理连接管理提高安全性:PLC操作系统是专有的,不易受到黑客、病毒的侵略。

   RAS、VPN提供远程访问:硬件身份识别。

   可提供多种安全机制:用户密码、数据加密、防火墙等。

  随着生物信息技术的发展,指纹、声音等生物信息将提高网络的安全性。

  基于TCP/IP的Ethernet在工业自动化中的应用

  Ethernet仅仅只有物理层和链路层规范,它通常与TCP/IP等平台无关的协议结合应用。我们所指的Ethernet实际上是指基于TCP/IP协议的Ethernet,即Ethernet/IP。过去,以生产PLC为主的公司都使用Ethernet完成信息级通信,其中,西门了公司的SIMATICNET将Ethernet应用到车间级,并有向下层通信的趋势。随着FF HSE的开发成功,Ethernet将广泛应用于工业控制系统的监控网络。特别令人感兴趣的是,国际上有些公司已推出了完全以工业Ethernet为基础的控制系统,其工厂级、监控级和现场级均采用基于TCP/P通信协议的工业Ethernet,配备Wed server功能,而且这种趋势愈来愈明显。人们预测,像当年工业PC进入工业自动化领域一样,Ethernet/IP将会十分迅速地进入工业控制的各级网络。

  基于TCP/IP的Ethernet构成的工厂网络的最大优点是将工厂的商务网、车间的制造网络和现场级的仪表、设备网络构成了畅通的透明网络,并与WEB功能相结合,与工厂的电子商务、物资供应链和ERP等形成整体,这就是施奈德的透明工厂概念。

所谓透明工厂,即基于开放的Internet和Ethernet,实现:
   开放的商业化技术的应用OPC servers,Ethernet,Internet,1131;
   基于IT/Internet技术的产品开发 嵌入式网页服务器和浏览器提供对PLC数据的访问时间和可视化


   采用开放的网络策略 TCP/IP,物理层Ethernet;
   创建现有的PLC作为“内容提供商”嵌入式服务器插件和OPC server。

Ethernet及其应用层协议――Ethernet/IP

  按照互联网参考的7层协议,Ethernet只提供了物理层和链路层协议,且通常与TCP/IP等协议结合应用。由于应用层协议不同,因此难以保证其互操作性。

  传输控制协议/网际协议(TCP/IP)是Internet的网络层和传输层协议。在商业领域,它的互操作性由Internet的应用层的文件传输(FTP)、终端访真(Telnet)、电子邮件(SMTP)和他公共协议保证;在自动化领域,尚无标准的应用层,各自动化厂商都有自己的应用层,如Mod bus Ethernet TCP/IP就是一种应用层协议。



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