工业以太网交换机与现场总线在工业控制现场的发展

　　随着工业控制规模的不断增大，快速、实时的工业网络通信成为现代化制造发展的必经之路。工业以太网(工业以太网交换机)在多年来的推广应用中，通过不断解决通讯技术，总线供电技术，远距离传输技术，增强网络安全、可靠性等关键技术，它现在已经可以从信息层、控制层一直延伸到现场设备控制层，能够实现快速实时的工业网络通信控制，为现代工业制造实现真正意义上的“E网到底”奠定了良好的基础。工业以太网已经被业内认为是未来控制网络的最佳解决方案，也是当前现场总线中的主流技术。

　　随着互联网技术的发展与普及推广，以太网技术也得到了迅速的发展，以太网传输速率的提高和以太网交换机技术的发展，给解决以太网通信的非确定性问题带来了希望，并使以太网应用于工业现场设备间的通信成为可能。在工业以太网还没有来到之前，工控行业依然处于依靠串口连接和短距离监控来进行工业制造，而工业以太网的来到彻底改变了工业制造和经营模式，它让再多的设备都可以实现通信、互联、互操作，不再有信息盲点和孤岛;它让再远的制造现场都可以实现实时的监控与管理……工业以太网交换机的应用它把工厂内各个孤立的局部自动化子系统(我们经常称为信息孤岛)在新的管理模式与工艺指导下，综合运用信息技术、自动化技术、计算机网络及其支持软件技术等有机地结合起来，构成一个完整的系统，对生产过程的物质流、管理过程的信息流、决策过程的决策流进行有效的控制和协调，以适应新的竞争形势下市场对生产管理过程提出的高质量、高速度、高灵活性和低成本的要求。在这个系统中，现场总线和以太网技术扮演者越来越重要的角色。

　　通信确定性

　　首先，以太网的通信速率从10M、100M到如今的1000M、10G，在数据吞吐量相同的情况下，通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小，也就意味着网络碰撞机率大大下降。

　　其次，采用星型网络拓扑结构，交换机将网络划分为若干个网段。以太网交换机由于具有数据存储、转发的功能，使各端口之间输入和输出的数据帧能够得到缓冲，不再会发生碰撞;同时交换机还可以对网络上传输的数据进行包过滤，使每个网段内节点之间数据的传输只限在本地网段内进行，而不需经过主干网，也不占用其他网段的带宽，从而降低了所有网段和主干网的网络负荷。

　　再次，全双工通信又使得端口间两对双绞线(或两根光纤)上分别同时接收和发送报文帧，也不会发生冲突。

　　因此，采用交换式集线器和全双工通信，可以使网络上的冲突域已经不复存在(全双工通信)，或碰撞机率大大降低(半双工)，并由此使以太网通信“确定性”和实时性得到大大提高。

　　通信稳定性与可靠性

　　以太网进入工业控制领域的另一个主要问题是，它所用的接插件、集线器、中继器、USB转换器和电缆等均是为OA领域而设计的，抗干扰性能较差，不符合工业现场恶劣环境的要求，也不具备本安特性和向现场仪表供电的性能。

　　随着网络技术的发展，上述问题正在迅速得到解决。为了解决在不间断的工业应用领域，在极端条件下网络也能稳定地工作的问题。深圳市宇泰科技有限公司自主研发生产出工业以太网交换机产品，提供交直流电压输入正反接保护功能，防止烧坏设备它的操作温度可以达到-10度~60度，支持工业标准的卡扣式安装和墙式安装，高性能以太网交换机技术，保证以太网通信速度。

　　此外，在实际应用中，主干网可采用光纤传输，现场设备的连接则可采用屏蔽双绞线，对于重要的网段还可采用冗余网络技术，以可以提高网络的抗干扰能力和可靠性。

　　深圳市宇泰科技有限公司是国家级高新技术及深圳软件认证企业，致力于研发、生产接口转换器、串口服务器、接口延长器、接口扩展器、隔离保护器、工业以太网交换机、视频转换、安防设备等产品，是国内领先的工业通讯解决方案供应商。

　　公司产品广泛应用于物联网、工业自动化控制系统、信息智能化管理系统、电力系统、医疗设备系统、金融系统、轨道交通、安防系统等领域。