2024-01-25
以太网和 TCP/IP 协议已越来越多地被工业自动化技术所接受。其主要技术优势包括快速以太网、交换式和全双工通讯已将过去的以太网转变为强大的通讯系统，并受到了工业用户和制造商的青睐。然而，以太网进入这一应用领域的突破还差最后一步：工业自动化的标准化应用协议规范。
目前，很多组织都在积极地从事工业以太网的应用层协议的开发。让我们来了解一下主要的三种实现方法－ EtherNet/IP ( 来自 ODVA), ProfiNet ( 来自 PNO), Modbus-TCP (来自Modbus-IDA)。
共同特性
尽管它们实现方式各异，但还是有一定的共性。其共性包括共同的 1-4 层标准例如以太网 IEEE 802.xx 数据传输技术 ( 第一层 ) 、总线访问技术 (CSMA/CD, 第 2 层 ) 、网间协议 (IP ，第三层 ) 和 TCP 与 UDP 协议 ( 第四层 ) 。另外在第 7 层也能找到一些共同的元素，包括一些得到广泛接受并使用的 IT 标准：超文本传输协议 (http) 、文件传输协议 (FTP) 和简单网络管理协议 (SNMP) 等。
差异
其不同之处主要体现在总体通讯结构、第 7 层工业应用协议、对象模式和系统配置的工程模式方面。不同的概念可被归结两大类：封装系统，例如： Ethernet/IP, Foundation Fieldbus HSE, Modbus-TCP ；和分布式自动化概念，例如 ProfiNet
封装技术
封装的概念是将报文装入 ( 或嵌入 )TCP 或 UDP 容器。典型的例子就是由罗克韦尔和 ODVA 开发的 EtherNet/IP ，由现场总线基金会开发的高速以太网 (HSE), 还有 Modbus-TCP 。在这些概念中，现场总线报文基本不变而在通过以太网发送之前作为“用户数据”嵌入 TCP/UDP 帧。这种方法的优势在于将以太网的强大功能和可扩展的通讯媒体与现场总线完美地结合起来，而无需对整个通讯结构和工程工具进行修改。另一个优势是，这种规范不需要进行很长时间的开发。因此首批产品已经开始供货并用于工业现场。另外它还便于实现对相应现场总线协议的后向兼容。在这种概念中，以太网主要被当作一种新的传输技术，作为已有现场总线诸如 DeviceNet, ControlNet, Modbus, Foundation Fieldbus H1 的互补或结合。
分布式自动化系统
第二类工业以太网的目标是满足全新的分布式智能自动化概念的通讯需要。在这种方式中，整个应用分散在多个通过以太网连接的集散式控制器中。 Profinet 仅通过以太网实现对时间要求不严格的控制功能，而用网关概念连接用于严格实时通讯的 Profibus 系统。
从设备制造商角度的结论
设备制造商要想在国际市场取得成功，必须要在其设备中支持所有的网络系统。即使以太网在 1-4 层是相同的，其应用层协议和系统模式也完全不同。如果要自己开发来实现不同的协议将耗费巨大的资源。更合适的策略应该是与高质量的技术提供商合作使用其现成的通讯接口来实现多种工业网络。
从最终用户角度的结论
与传统现场总线的状态相比，用户有理由对工业以太网的未来表示乐观。至少所有基于以太网的工业网络未来都使用相同的数据传输技术，相对于大量采用不同传输技术的现场总线来说这是一个相当大的优势。在统一的以太网物理层之上，将存在着多种不同且不具有互操作性的工业以太网协议。
评论3
楼主 2024/1/25 12:35:13
感谢楼主的分享
楼主 2024/1/25 12:36:07
楼主 2024/1/25 12:36:56
在统一的以太网物理层之上，将存在着多种不同且不具有互操作性的工业以太网协议。
