工業以太網交換機與現場總線在工業控制現場的發展

　　隨著工業控制規模的不斷增大，快速、實時的工業網絡通信成為現代化制造發展的必經之路。工業以太網(工業以太網交換機)在多年來的推廣應用中，通過不斷解決通訊技術，總線供電技術，遠距離傳輸技術，增強網絡安全、可靠性等關鍵技術，它現在已經可以從信息層、控制層一直延伸到現場設備控制層，能夠實現快速實時的工業網絡通信控制，為現代工業制造實現真正意義上的“E網到底”奠定了良好的基礎。工業以太網已經被業內認為是未來控制網絡的最佳解決方案，也是當前現場總線中的主流技術。

　　隨著互聯網技術的發展與普及推廣，以太網技術也得到了迅速的發展，以太網傳輸速率的提高和以太網交換機技術的發展，給解決以太網通信的非確定性問題帶來了希望，并使以太網應用于工業現場設備間的通信成為可能。在工業以太網還沒有來到之前，工控行業依然處于依靠串口連接和短距離監控來進行工業制造，而工業以太網的來到徹底改變了工業制造和經營模式，它讓再多的設備都可以實現通信、互聯、互操作，不再有信息盲點和孤島;它讓再遠的制造現場都可以實現實時的監控與管理……工業以太網交換機的應用它把工廠內各個孤立的局部自動化子系統(我們經常稱為信息孤島)在新的管理模式與工藝指導下，綜合運用信息技術、自動化技術、計算機網絡及其支持軟件技術等有機地結合起來，構成一個完整的系統，對生產過程的物質流、管理過程的信息流、決策過程的決策流進行有效的控制和協調，以適應新的競爭形勢下市場對生產管理過程提出的高質量、高速度、高靈活性和低成本的要求。在這個系統中，現場總線和以太網技術扮演者越來越重要的角色。

　　通信確定性

　　首先，以太網的通信速率從10M、100M到如今的1000M、10G，在數據吞吐量相同的情況下，通信速率的提高意味著網絡負荷的減輕和網絡傳輸延時的減小，也就意味著網絡碰撞機率大大下降。

　　其次，采用星型網絡拓撲結構，交換機將網絡劃分為若干個網段。以太網交換機由于具有數據存儲、轉發的功能，使各端口之間輸入和輸出的數據幀能夠得到緩沖，不再會發生碰撞;同時交換機還可以對網絡上傳輸的數據進行包過濾，使每個網段內節點之間數據的傳輸只限在本地網段內進行，而不需經過主干網，也不占用其他網段的帶寬，從而降低了所有網段和主干網的網絡負荷。

　　再次，全雙工通信又使得端口間兩對雙絞線(或兩根光纖)上分別同時接收和發送報文幀，也不會發生沖突。

　　因此，采用交換式集線器和全雙工通信，可以使網絡上的沖突域已經不復存在(全雙工通信)，或碰撞機率大大降低(半雙工)，并由此使以太網通信“確定性”和實時性得到大大提高。

　　通信穩定性與可靠性

　　以太網進入工業控制領域的另一個主要問題是，它所用的接插件、集線器、中繼器、USB轉換器和電纜等均是為OA領域而設計的，抗干擾性能較差，不符合工業現場惡劣環境的要求，也不具備本安特性和向現場儀表供電的性能。

　　隨著網絡技術的發展，上述問題正在迅速得到解決。為了解決在不間斷的工業應用領域，在極端條件下網絡也能穩定地工作的問題。深圳市宇泰科技有限公司自主研發生產出工業以太網交換機產品，提供交直流電壓輸入正反接保護功能，防止燒壞設備它的操作溫度可以達到-10度~60度，支持工業標準的卡扣式安裝和墻式安裝，高性能以太網交換機技術，保證以太網通信速度。

　　此外，在實際應用中，主干網可采用光纖傳輸，現場設備的連接則可采用屏蔽雙絞線，對于重要的網段還可采用冗余網絡技術，以可以提高網絡的抗干擾能力和可靠性。

　　深圳市宇泰科技有限公司是國家級高新技術及深圳軟件認證企業，致力于研發、生產接口轉換器、串口服務器、接口延長器、接口擴展器、隔離保護器、工業以太網交換機、視頻轉換、安防設備等產品，是國內領先的工業通訊解決方案供應商。

　　公司產品廣泛應用于物聯網、工業自動化控制系統、信息智能化管理系統、電力系統、醫療設備系統、金融系統、軌道交通、安防系統等領域。