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乙太網在工業中如何應用

發布時間:2022-08-06 05:08:41

❶ 工業乙太網的網路應用

PROFInet可以提供辦公室和自動化領域開放的、一致的連接。PROFInet方案覆蓋了分散自動化系統的所有運行階段,它主要包含以下方面:⑴高度分散自動化系統的開放對象模型(結構模型);⑵基於Ethernet的開放的、面向對象的運行期通信方案(功能單元間的通信關系);⑶獨立於製造商的工程設計方案(應用開發)。PROFInet方案可以用一條等式簡單而明了地描述:PROFInet=Profibus+具有PROFIBUS和IT標准Ethernet的開放的、一致的通信。
1.1 PROFInet設備的軟體結構
PROFInet設備的軟體覆蓋了現場設備的整個運行期通信,基於模塊化設計的軟體包含若干通信層,每層都與系統環境一致。PROFInet軟體主要包括一個RPC(Remote Procere Call)層,一個DCOM(Distributed Component Object Model)層和一個專門為PROFInet對象定義的層。PROFInet對象可以是ACCO(Active Connection Control Object)設備、RT auto(Runtime Automation)設備、物理設備或邏輯設備。軟體中定義的實時數據通道提供PROFInet對象與乙太網間的實時通信服務。PROFInet通過系統介面連接到操作系統(如WinCE),通過應用介面連接到控制器(如PLC)。
PROFInet的運行期軟體位於一個目錄固定的結構中,可以分為核心目錄和系統應用目錄。若通信開始而核心目錄中的文件未改變,則系統應用目錄中的部分文件必須重建。所有的系統應用都是指向系統介面和應用介面,實現PROFInet設備的各項功能。PROFInet設備的軟體結構可以用圖1描述如下:
PROFInet設備的軟體結構決定了PROFInet設備可以從企業管理層到現場層直接、透明地訪問,並且提供對TCP/IP協議的絕對支持。PROFInet技術使企業用戶能夠方便地對現有的系統進行擴展和集成,是一種優化的工業乙太網通信標准。
1.2 PROFInet在現場設備上的移植
作為一種開放的資源,PROFInet軟體通過移植到設備上的TCP/IP協議棧來完成在其他設備製造商的產品中快速而簡單地實現。具體過程為:首先將開放資源的RPC介面連接到TCP/IP協議棧和設備操作系統中的系統集成;然後再將PROFInet協議棧的DCOM(Discrete Component Object Mole)機制集成到設備的操作系統中;最後實現物理設備和邏輯設備對象、運行期對象和活動控制連接對象的設備專用的DCOM應用。為單個部件組裝PROFInet設備時還必須用XML創建相應的描述。
一個PROFInet設備的XML文件中應包括下列數據:
⑴PROFInet設備的名稱和ID號;
⑵PROFInet設備的IP地址,診斷數據的訪問方式和設備連接方式;
⑶PROFInet設備的硬體分配,設備介面以及為各介面定義的變數、數據類型與格式;
⑷PROFInet設備在整個工程中的保存地址。PROFInet設備將它的所有功能封裝到其軟體中,並提供變數介面與其它的PROFInet設備相連。變數介面的每個變數都代表一個確定的子功能,包括運行、輸入/輸出使能、復位、結束、停機、啟動和錯誤。一個PROFInet設備中封裝的可以是一個控制器、一個執行器甚至是一個控制網路。圖2所示的PROFInet設備中封裝了一個Profibus-DP控制網路。
PROFInet設備之間通過DCOM模塊進行通信。在PROFInet設備連接編輯器的圖形界面中可以方便地實現各PROFInet設備間的連接。一個具有沖洗、灌裝、封口和包裝4個環節的飲料生產廠家的生產流程可以用4個PROFInet設備串連連接實現(見圖3)。
所有設備的介面都在PROFInet中做了一致的定義,因此都能夠靈活地組合和重新使用,用戶不必考慮各設備的內部運行機制。此外,PROFInet還集成了故障安全通信標准行規PROFIsafe,滿足對人員、設備和環境的全面安全的需求,可用於故障安全應用。 PROFInet設備通信功能的實現是基於傳統的Ethernet通信機制(如TCP或UDP),同時又採用RPC和DCOM機制進行加強。DCOM可視為用於基於RPC分布式應用的COM技術的擴展,可以採用優化的實時通信機制應用於對實時性要求苛刻的應用領域。在運行期間,PROFInet設備以DCOM對象的形式映像,通過對象協議機制確保了DCOM對象的通信。COM對象作為PDU以DCOM協議定義的形式出現在通信匯流排上。通過DCOM布線協議DCOM定義了對象的標識和具有有關介面和參數的方法,這樣就可以在通信匯流排上進行標准化的DCOM信息包的傳輸。對於更高層次上的通信,PROFInet可以採用集成OPC(OLE for Process Control)介面技術的方式。
2.1 PROFInet的基本通信方式
PROFInet根據不同的應用場合定義了三種不同的通信方式:使用TCP/IP的標准通信;實時RT(Real-time)通信和同步實時IRT通信。PROFInet設備能夠根據通信要求選擇合適的通信方式。
PROFInet使用乙太網和TCP/IP協議作為通信基礎,在任何場合下都提供對TCP/IP通信的絕對支持。由於絕大多數工廠自動化應用場合對實時響應時間要求較高,為了能夠滿足自動化中的實時要求,PROFInet中規定了基於乙太網層2的優化實時通信通道,該方案極大地減少了通信棧上佔用的時間,提高了自動化數據刷新方面的性能。PROFInet不僅最小化了可編程式控制制器中的通信棧,而且對網路中傳輸數據也進行了優化。採用PROFInet通信標准,系統對實時應用的響應時間可以縮短到5~10ms。PROFInet同時還支持高性能同步運動控制應用,在該應用場合PROFInet提供對100個節點響應時間低於1ms的同步實時(IRT)通信,該功能是由層2上內嵌的同步實時交換晶元ERTEC提供的。PROFInet的通信循環如圖4所示。
在PROFInet設備的一個通信循環周期內,既包括IRT實時通信,又包括TCP/IP標准通信。PROFInet通信技術在很多應用場合都能體現出其極大的優越性。工程實踐表明,在同步運動控制場合採用PROFInet提供的IRT通信,系統性能將比採用現場匯流排方案提升近100倍。
2.2 PROFInet與OPC的集成
由於PROFInet與OPC均採用了DCOM通訊機制,因此PROFInet通訊技術可以很容易地與OPC介面技術集成,以實現數據在更高通信層次上的交換。OPC介面設備在工控領域的應用十分廣泛,OPC介面技術定義了OPC DA(Data Access)與OPC DX(Data Exchange)兩個通信標准,分別應用於傳輸實時數據和實現異類控制網路間數據的交換。在PROFInet中集成OPC DX介面可以實現一個開放的連接至其他系統,集成機制如下:
⑴ 基於PROFInet的實時通信機制,每個PROFInet節點可以作為一個OPC伺服器被定址;
⑵ 每個OPC伺服器可以通過標准介面而作為一個PROFInet節點被操作。PROFInet的功能性遠比OPC優越,PROFInet技術與OPC介面技術的集成不僅可以實現自動化領域對實時通信的要求,還可以實現系統之間在更高層次上的交互。 PROFInet是一種優越的通信技術,並已成功地應用於分布式智能控制。PROFInet為分布式自動化系統結構的實現開辟了新的前景,可以實現全廠工程徹底模塊化,包括機械部件、電氣/電子部件和應用軟體。PROFInet支持各種形式的網路結構,使接線費用最小化,並保證高度的可用性。此外,特別設計的工業電纜和耐用的連接器滿足EMC和溫度要求並形成標准,保證了不同製造設備之間的兼容性。
PROFInet不僅可以應用於分布式智能控制,而且還逐漸進入到過程自動化領域。在過程自動化領域,PROFInet針對工業乙太網匯流排供電以及乙太網本質在安全領域應用的問題正在形成標准或解決方案,採用PROFInet集成的Profibus現場匯流排可以為過程自動化工業提供優越的解決方案(如圖5所示):
採用PROFInet通訊技術,不僅可以集成Profibus現場設備,還可以通過代理伺服器(Proxy)實現其它種類的現場匯流排網路的集成。採用這種統一的面對未來的設計概念,工廠內各部件都可以作為獨立模塊預先組裝測試,然後在整個系統中輕松組裝或在其他項目中重復使用。譬如對於一個汽車生產企業而言,PROFInet支持的實時解決方案完全可以滿足車體車間、噴漆車間和組裝部門等對響應時間的要求,在機械工程及發動機和變速箱生產環節中的車床同步等方面則可使用PROFInet的同步實時功能。
選擇正確的工業乙太網要考慮哪些因素?簡單的來說,要從工業乙太網通訊協議、電源、通信速率、工業環境認證考慮、安裝方式、外殼對散熱的影響、簡單通信功能和通信管理功能、電口或光口的考慮。信號強弱、埠設置、出錯報警、串口使用、主幹(TrunkingTM)冗餘、環網冗餘、服務質量(QoS)、虛擬區域網(VLAN)、簡單網路管理協議(SNMP)、埠鏡像等等其他工業乙太網管理交換機中可以提供的功能。
從快速生成樹冗餘(RSTP)、環網冗餘(RapidRingTM)到主幹冗餘(TrunkingTM),
工業乙太網設備包括以下幾個重要部分。
工業乙太網集線器
工業乙太網非管理型交換機
工業乙太網管理型交換機
工業乙太網管理型冗餘交換機
高級的管理型冗餘交換機提供了一些特殊的功能,特別是針對有穩定性、安全性方面嚴格要求的冗餘系統進行了設計上的優化。構建冗餘網路的主要方式主要有以下幾種,STP、RSTP;環網冗餘RapidRingTM以及Trunking。
1工業乙太網 STP及RSTP
STP(Spanning Tree Protocol,生成樹演算法,IEEE 802.1D),是一個鏈路層協議,提供路徑冗餘和阻止網路循環發生。它強令備用數據路徑為阻塞(blocked)狀態。如果一條路徑有故障,該拓撲結構能藉助激活備用路徑重新配置及鏈路重構。網路中斷恢復時間為30-60s之間。RSTP(快速生成樹演算法,IEEE 802.1w)作為STP的升級,將網路中斷恢復時間,縮短到1-2s。生成樹演算法網路結構靈活,但也存在恢復速度慢的缺點。
2 工業乙太網環網冗餘
為了能滿足工控網路實時性強的特點,RapidRing孕育而生。這是在工業乙太網網路中使用環網提供高速冗餘的一種技術。這個技術可以使網路在中斷後300ms之內自行恢復。並可以通過工業乙太網交換機的出錯繼電連接、狀態顯示燈和SNMP設置等方法來提醒用戶出現的斷網現象。這些都可以幫助診斷環網什麼地方出現斷開。
RapidRingTM也支持兩個連接在一起的環網,使網路拓樸更為靈活多樣。兩個環通過雙通道連接,這些連接可以是冗餘的,避免單個線纜出錯帶來的問題。
3 工業乙太網主幹冗餘
將不同交換機的多個埠設置為Trunking主幹埠,並建立連接,則這些工業乙太網交換機之間可以形成一個高速的骨幹鏈接。不但成倍的提高了骨幹鏈接的網路帶寬,增強了網路吞吐量,而且還還提供了另外一個功能,即冗餘功能。如果網路中的骨幹鏈接產生斷線等問題,那麼網路中的數據會通過剩下的鏈接進行傳遞,保證網路的通訊正常。Trunking主幹網路採用匯流排型和星型網路結構,理論通訊距離可以無限延長。該技術由於採用了硬體偵測及數據平衡的方法,所以使網路中斷恢復時間達到了新的高度,一般恢復時間在10ms以下。 集線器
相信絕大多數人都熟悉集線器。很多人使用這種簡易設備去連接各種基於乙太網的設備,如個人計算機,可編程式控制制器等。集線器接收到來自某一埠的消息,再將消息廣播到其它所有的埠。對來自任一埠的每一條消息,集線器都會把它傳遞到其它的各個埠。在消息傳遞方面,集線器是低速低效的,可能會出現消息沖突。然而,集線器的使用非常簡單-實際上可以即插即用。集線器沒有任何華而不實的功能,也沒有冗餘功能。
交換機
管理型
乙太網連接設備發展的下一代產品是管理型交換機。相對集線器和非管理型交換機,管理型交換機擁有更多更復雜的功能,價格也高出許多-通常是一台非管理型交換機的3~4倍。管理型交換機提供了更多的功能,通常可以通過基於網路的介面實現完全配置。它可以自動與網路設備交互,用戶也可以手動配置每個埠的網速和流量控制。一些老設備可能無法使用自動交互功能,因此手動配置功能是必不可缺的。
絕大多數管理型交換機通常也提供一些高級功能,如用於遠程監視和配置的SNMP(簡單網路管理協議),用於診斷的埠映射,用於網路設備成組的VLAN(虛擬區域網),用於確保優先順序消息通過的優先順序排列功能等。利用管理型交換機,可以組建冗餘網路。使用環形拓撲結構,管理型交換機可以組成環形網路。每台管理型交換機能自動判斷最優傳輸路徑和備用路徑,當優先路徑中斷時自動阻斷(block)備用路徑。
非管理型
集線器的發展產生了一種叫非管理型交換機的設備。它能實現消息從一個埠到另一個埠的路由功能,相對集線器更加智能化。非管理型交換機能自動探測每台網路設備的網路速度。另外,它具有一種稱為「MAC地址表」的功能,能識別和記憶網路中的設備。換言之,如果埠2收到一條帶有特定識別碼的消息,此後交換機就會將所有具有那種特定識別碼的消息發送到埠2。這種智能避免了消息沖突,提高了傳輸性能,相對集線器是一次巨大的改進。然而,非管理型交換機不能實現任何形式的通信檢測和冗餘配置功能。

❷ ie工業乙太網主要應用在什麼層面上

隨著生產過程自動化水平的提高及網路建設的同步跟進,不少企業網路已覆蓋到企業的各廠和各個車間,使現場設備層及生產監控層的DCS、PLC系
統各個功能有可能得到更好的利用,為充分發揮信息在企業管理中的效益提供了良好的環境。因此建立統一的信息管理平台,使有使用價值的信息不致沉澱及流失,
從更高層次發揮管理信息的效益是高層管理人員普遍關注的。信息平台建設是為指導發展生產服務的,為了提高科學管理和決策水平,建設重點應放在主線上。

❸ 工業乙太網大致性能

工業乙太網的通信架構通常都以主、從站的方式進行搭建,且通過標準的硬體介面以實現設備互連。但這樣的方式通常受限於不兼容的通信協議,即主、從站都需要使用相同的通信協議,才能通信,並且不同的工業環境及設備對通訊傳輸性能的需求也不同,以下將從使用性能,適用環境,應用設備等角度,闡述常用的工業乙太網通訊協議。

極高的硬實時性能以及同步通信要求,一般循環周期在25μs左右,抖動限制在納秒級,在跨Sercos III網路的通信中嚴格嚴格控制循環間隔,為給定的應用選擇循環時間,范圍從31.25μs到65ms。

(3)乙太網在工業中如何應用擴展閱讀:

注意事項:

確定所用的接頭、電纜,採用集線器還是交換機,分配了IP,就可以在站點間通訊了。現在需要考慮OSI高層的兼容性。這兒推薦的工業自動化協議有Ethernet/IP、iDA、PROFInet和Modbus/TCP。

電源接頭以及其他設備連接件需要連接牢固,並經常檢查線路的牢固性,保持光纖插座和插頭的清潔,設備工作時,不要直視光纖的斷面。

注意設備清潔,必要時可以用棉布擦拭,設備出現故障時,為了安全起見不要自行維修。

❹ 工業乙太網交換機的應用領域

工業乙太網交換機市場主要應用在電力自動化、工廠自動化、煤礦自動化、軌道交通、風能風電等領域,其次是冶金,石油石化,道路交通控制自動化,樓宇自動控制系統,油田控制自動化,水電站控制自動化,機房監控系統,水利監控,環保監控等工控自動場所。工業乙太網交換機以其較高的防護等級(一般IP40)、較強的電磁兼容性(EMS 4級)、穩定的工作性能而應用在一些環境條件苛刻的工業現場,為工業通信提供有力的保障。
從品牌優勢上來講,國外以赫斯曼、施耐德、西門子等品牌為最佳,但過高的價格讓應用商止步。相比來說國內的工業乙太網交換經過高速的發展,無論是性能還是價格都是一個很不錯的選擇,而這之中以東土科技、兆越、卓越信通、深圳振興通訊、Opticfiber、武漢邁威、深圳三旺等品牌的交換機應用最為廣泛.在兩者之間的較多選擇以台灣研華和moxa為主。

安裝機械圖

❺ 工業乙太網和普通乙太網什麼區別,工業乙太網的用在什麼地方

1、與工業環境相比,乙太網可用於更多的辦公室。辦公室乙太網是為基本級別設計的,而工業乙太網可以考慮多個級別,並可在較重的環境中使用。
2、工業乙太網更適合處理工廠噪音、工廠流程和更惡劣的環境,甚至可以更好地響應工廠車間的數據沖突。
3、工業乙太網技術中的電纜和連接器也可能有所不同。例如,工業環境中使用的連接器不會像實時自動化中報告的那樣成為基本的鎖定機構。由於環境惡劣,需要更重的鎖定機構。在重型應用中通常需要密封連接器。
4、商業或辦公室乙太網與工業乙太網之間的布線也可以不同。輕型工業電纜可以比傳統乙太網電纜具有更高的質量。重型電纜周圍使用的護套和金屬也提高了質量,使它們更耐用。

標准乙太網本身不是確定性的,但是工業環境需要確定性。確保數據傳輸和接收的有效性、實時性等,如果設備之間的數據丟失或數據延遲,則可能會導致災難性後果,例如生產過程中的重大缺陷。

❻ 工業應用中廣泛採用乙太網存在哪些問題@中國傳動網

首先,乙太網最初是為辦公自動化應用而開發的,是一種非確定性的網路,並且工作環境往往很好。而工業應用中的部分數據傳輸實時性要求很高,否則會發生事故;並且工業應用的環境比較惡劣,比如強震動、高溫或低溫、高濕度、強電磁干擾等。其次,乙太網是介質訪問控制(MAC-MediumAccessControl)協議使用帶碰撞檢測的載波偵聽多址訪問(CSMA/CD-CarrierSense/)的網路的統稱,它本身並不提供標準的面向工業應用的應用層協議。所以,為了滿足工業應用的要求,必須在乙太網技術和TCP/IP技術的基礎上做進一步的工作。概括的說,對於前一個問題,解決方法是做一些改進,使得乙太網能夠實現確定性通信,並且能在惡劣環境下正常工作;對於後一個問題,解決方法由3種:一種是把現有的工業應用協議與乙太網、TCP/IP集成在一起;另外一種是在乙太網和現有的工業網路之間安裝網關,進行協議轉換;還有一種方法是乾脆重新開發應用層協議。
目前,已經形成較有影響的工業乙太網有基金會現場匯流排高速乙太網(FFHSE-FoundationFieldbusHigh-SpeedEthernet)、Ethernet/IP、PROFINET、ModbusTCP/IP等。
多種工業乙太網的存在有帶來一個新的問題:各種工業乙太網使用的工業應用層協議互不兼容,雖然這些協議都可以在同一個乙太網上運行,但是為不類型的工業乙太網開發的設備之間仍然無法實現互操作。為了解決這些問題,用於過程式控制制的對象連接與嵌入[OPC-ObjectLinkingandEmbedding(OLE)forProcessControl]基金會與2003年6月發布了OPC數據交換(OPCDX-OPCDataeXchangs)標准。OPC基金會是一個致力於提高自動化系統中的互操作性的非盈利組織,它所制定的OPC系列標準是在微軟的組件對象模型(COM-ComponentObjectModle)、分布式組件對象模型(DCOM-)及OLE的基礎上制定的關於工業自動化軟體開發的一系列標准。
目前在工業應用中,信息層網路大量用的是乙太網,通常使用商用乙太網。在控制層,工業乙太網也已經有許多應用,並且增長很迅速。在設備層,工業乙太網的應用還不是很多。雖然用乙太網來連接變頻器、機器人等復雜設備還是比較合適的,但用乙太網連接簡單的感測器或執行器還體現不出自身的優勢。不過,隨著網際網路的迅猛發展、乙太網技術的不斷進步、工廠網路體系結構的進一步扁平化,在未來的工業應用中,出現乙太網「一網打盡」的局面也是可能的。

❼ 工業乙太網的問題分析

⑴在傳統工業工業乙太網中上下網段使用不同的協議無法互操作,所以使用一層防火牆防止來自外部的非法訪問,但工業乙太網將控制層和管理層連接起來,上下網段使用相同的協議,具有互操作性,所以使用兩級防火牆,第二級的防火牆用於屏蔽內部網路的非法訪問和分配不同許可權合法用戶的不同授權。另外還可用根據日誌記錄調整過濾和登錄策略。
要採取嚴格的許可權管理措施,可以根據部門分配許可權,也可以根據操作分配許可權。由於工廠應用專業性很強,進行許可權管理能有效避免非授權操作。同時要對關鍵性工作站的操作系統的訪問加以限制,採用內置的設備管理系統必須擁有記錄審查功能,資料庫自動記錄設備參數修改事件:誰修改,修改的理由,修改之前和之後的參數,從而可以有據可查。
⑵在工業乙太網的應用中可以採用加密的方式來防止關鍵信息竊取。主要存在兩種密碼體制:對稱密碼體制和非對稱密碼體制。對稱密碼體制中加密解密雙方使用相同的密鑰且密鑰保密,由於在通信之前必須完成密鑰的分發,該體制中這一環節是不安全的。所以採用非對稱密碼體制,由於工業乙太網發送的多為周期性的簡訊息,所以採用這種加密方式還是比較迅速的。對於工業乙太網來說是可行的。還要對外部節點的接入加以防範。
⑶工業乙太網的實時性主要是由以下幾點保證:限制工業乙太網的通信負荷,採用100M的快速乙太網技術提高帶寬,採用交換式乙太網技術和全雙工通信方式屏蔽固有的CSMA/CD機制。隨著網路的開放互連和自動化系統大量IT技術的引入,加上TCP/IP協議本身的開放性和層出不窮的網路病毒和攻擊手段,網路安全可以成為影響工業乙太網實時性的一個突出問題。
1)病毒攻擊
在互聯網上充斥著類似Slammer、「沖擊波」等蠕蟲病毒和其它網路病毒的襲擊。以蠕蟲病毒為例,這些蠕蟲病毒攻擊的直接目標雖然通常是信息層網路的PC機和伺服器,但是攻擊是通過網路進行的,因此當這些蠕蟲病毒大規模爆發時,交換機、路由器會首先受到牽連。用戶只有通過重啟交換路由設備、重新配置訪問控制列表才能消除蠕蟲病毒對網路設備造成的影響。蠕蟲病毒攻擊能夠導致整個網路的路由震盪,這樣可能使上層的信息層網路部分流量流入工業乙太網,加大了它的通信負荷,影響其實時性。在控制層也存在不少計算機終端連接在工業乙太網交換機,一旦終端感染病毒,病毒發作即使不能造成網路癱瘓,也可能會消耗帶寬和交換機資源。
2) MAC攻擊
工業乙太網交換機通常是二層交換機,而MAC地址是二層交換機工作的基礎,網路依賴MAC地址保證數據的正常轉發。動態的二層地址表在一定時間以後(AGE TIME)會發生更新。如果某埠一直沒有收到源地址為某一MAC地址的數據包,那麼該MAC地址和該埠的映射關系就會失效。這時,交換機收到目的地址為該MAC地址的數據包就會進行泛洪處理,對交換機的整體性能造成影響,能導致交換機的查錶速度下降。而且,假如攻擊者生成大量數據包,數據包的源MAC地址都不相同,就會充滿交換機的MAC地址表空間,導致真正的數據流到達交換機時被泛洪出去。這種通過復雜攻擊和欺騙交換機入侵網路方式,已有不少實例。一旦表中MAC地址與網路段之間的映射信息被破壞,迫使交換機轉儲自己的MAC地址表,開始失效恢復,交換機就會停止網路傳輸過濾,它的作用就類似共享介質設備或集線器,CSMA/CD機制將重新作用從而影響工業乙太網的實時性。
交換機安全技術
信息層網路採用的交換機安全技術主要包括以下幾種。
流量控制技術 ,把流經埠的異常流量限制在一定的范圍內。訪問控制列表(ACL)技術 ,ACL通過對網路資源進行訪問輸入和輸出控制,確保網路設備不被非法訪問或被用作攻擊跳板。安全套接層(SSL) 為所有 HTTP流量加密,允許訪問交換機上基於瀏覽器的管理 GUI。802.1x和RADIUS 網路登錄 控制基於埠的訪問,以進行驗證和責任明晰。源埠過濾只允許指定埠進行相互通信。Secure Shell (SSHv1/SSHv2) 加密傳輸所有的數據,確保IP網路上安全的CLI遠程訪問。安全FTP 實現與交換機之間安全的文件傳輸,避免不需要的文件下載或未授權的交換機配置文件復制。不過,應用這些安全功能仍然存在很多實際問題,例如交換機的流量控制功能只能對經過埠的各類流量進行簡單的速率限制,將廣播、組播的異常流量限制在一定的范圍內,而無法區分哪些是正常流量,哪些是異常流量。同時,如何設定一個合適的閾值也比較困難。一些交換機具有ACL,但如果ASIC支持的ACL少仍舊沒有用。一般交換機還不能對非法的ARP(源目的MAC為廣播地址)進行特殊處理。網路中是否會出現路由欺詐、生成樹欺詐的攻擊、802.1x的DoS攻擊、對交換機網管系統的DoS攻擊等,都是交換機面臨的潛在威脅。
在控制層,工業乙太網交換機,一方面可以借鑒這些安全技術,但是也必須意識到工業乙太網交換機主要用於數據包的快速轉發,強調轉發性能以提高實時性。應用這些安全技術時將面臨實時性和成本的很大困難,乙太網的應用和設計主要是基於工程實踐和經驗,網路上主要是控制系統與操作站、優化系統工作站、先進控制工作站、資料庫伺服器等設備之間的數據傳輸,網路負荷平穩,具有一定的周期性。但是,隨著系統集成和擴展的需要、IT技術在自動化系統組件的大力應用、B/S監控方式的普及等等,對網路安全因素下的可用性研究已經十分必要,例如猝發流量下的工業乙太網交換機的緩沖區容量問題以及從全雙工交換方式轉變成共享方式對已有網路性能的影響。所以,另一方面,工業乙太網必須從自身體系結構入手,加以應對。

❽ 工業乙太網有哪些好處

(一)應用廣泛 乙太網是應用最廣泛的計算機網路技術,幾乎所有的編程語言如Visual C++、Java、VisualBasic等都支持乙太網的應用開發。 (二)通信速率高 目前,10、100 Mb/s的快速乙太網已開始廣泛應用,1Gb/s乙太網技術也逐漸成熟,而傳統的現場匯流排最高速率只有12Mb/s(如西門子Profibus-DP)。顯然,乙太網的速率要比傳統現場匯流排要快的多,完全可以滿足工業控制網路不斷增長的帶寬要求。 (三)資源共享能力強 隨著Internet/ Intranet的發展,乙太網已滲透到各個角落,網路上的用戶已解除了資源地理位置上的束縛,在聯人互聯網的任何一台計算機上就能瀏覽工業控制現場的數據,實現「控管一體化」,這是其他任何一種現場匯流排都無法比擬的。 (四)可持續發展潛力大 乙太網的引人將為控制系統的後續發展提供可能性,用戶在技術升級方面無需獨自的研究投入,對於這一點,任何現有的現場匯流排技術都是無法比擬的。同時,機器人技術、智能技術的發展都要求通信網路具有更高的帶寬和性能,通信協議有更高的靈活性,這些要求乙太網都能很好地滿足。

❾ 工業乙太網與普通乙太網的聯系與區別

一、指代不同

1、工業乙太網:是基於IEEE 802.3(Ethernet)的強大的區域和單元網路。提供了一個無縫集成到新的多媒體世界的途徑。

2、普通乙太網:是一種計算機區域網技術。IEEE組織的IEEE 802.3標准制定了乙太網的技術標准,規定了包括物理層的連線、電子信號和介質訪問層協議的內容。

二、原理不同

1、工業乙太網:為了能滿足工控網路實時性強的特點,RapidRing孕育而生。這是在工業乙太網網路中使用環網提供高速冗餘的一種技術。可以使網路在中斷後300ms之內自行恢復。並可以通過工業乙太網交換機的出錯繼電連接、狀態顯示燈和SNMP設置等方法來提醒用戶出現的斷網現象。

2、普通乙太網:使用1-堅持CSMA/CD演算法,即當站有幀要發送時要偵聽介質,一旦介質變為空閑便立即發送。發送的同時監測信道上是否有沖突。如果有沖突,則立即終止傳輸,並發出一個短沖突加強信號,再等待一段隨機時間後重發。


三、特點不同

1、工業乙太網:具有價格低廉、穩定可靠、通信速率高、軟硬體產品豐富、應用廣泛以及支持技術成熟等優點,已成為最受歡迎的通信網路之一。

2、普通乙太網:應用最普遍的區域網技術,取代了其他區域網技術如令牌環、FDDI和ARCNET。


❿ 現場匯流排與工業乙太網在應用上的區別

Vicre Elmite 10:01:20
一般說來工業乙太網用在管理層面,比如工廠-車間-控制設備的各個層面可以建立乙太網並且在各個層次間建立通訊,但是各個現場控制點象各種感測器、變送器、控制閥、執行機構等等與控制設備的聯系卻是點對點的,即控制設備必須通過大量I/O介面與各個現場控制點聯系。
而現場匯流排中各個現場控制點之間是以網路形式連接的,並且採用匯流排形式,可以在任意位置上與控制設備通訊。
簡單來說就是在控制現場,傳統的通訊方式類似與電信局,而現場匯流排則類似於互聯網。
Vicre Elmite 10:05:05
工業乙太網中任意設備都是平等共享網路帶寬的;
而現場匯流排則依據設備性能有可能使用輪詢、令牌等方式使用帶寬,而且現場匯流排上至少有一台網路控制器或上位機來控制匯流排上的通訊。
Vicre Elmite 10:07:17
現場匯流排是直接面向控制對象的,例如SIEMENS的ProfiBus-DP以及ASI,前者連接PLC或者變頻器,後者一般是ASI接近開關、光電開關等,而把上述若干獨立的系統再要連接通訊的話,通常採用工業乙太網絡連接,而且一般都會配有上位機,此網路與一般的乙太網並沒有本質上的區別。

由於世界上同時存在著8種之多的現場匯流排標准,而且彼此也不通用,這樣就違背了現場匯流排的開放的原則,所以,現在尋求採用技術上比較成熟的乙太網引入工業控制中,但要解決的問題是乙太網的時間延遲,不可靠性等問題,而且乙太網在速度上有優勢!工業乙太網的發展是應需求而生的.現在乙太網在區域網市場中已經佔有80%強份額,有著良好的IT技術基礎,又具有開放的特點,新一代乙太網技術很好的解決了傳統乙太網延時和不確定的問題,正好滿足全廠的信息系統一網到底的需求,足夠的網路帶寬保證視頻\語音\數據三網合一成為可能.專為適合工業環境設計的網路產品,一切的一切使工業通訊依賴乙太網成為趨勢!另外,提醒各位,現在大家似乎把工業乙太網的可用性問題都集中在了交換機上,可實際上連接器件的也有著不能忽視的作用,一個的工業網路產品供應商,他的接插件同樣為工業打造,這才叫專業!各位專業人士請不要忽略任何一個細節.

實際上現場匯流排主要是實時性、可靠性比傳統的工業乙太網高很多,比如對實時性、數據傳送可靠性要求高的場合就只有使用現場匯流排了,主要是用在現場一級,以及現場一級設備裝置之間的信息交換、控制;而工業乙太網是隨著IT技術的飛速發展,乙太網在工業自動化控制中的應用而生,但是由於一直存在數據通信實時性、可靠性以及網路阻塞等問題,因此主要是應用在車間級及工廠級上層網路監控之用,不過隨著各技術的進步,工業乙太網在解決上述問題已取得了巨大的進步,因此在當前有取代過去多種現場匯流排的趨勢!!

乙太網是一種介質,其速度快,應用廣泛為優勢。很早以前就有將乙太網用作現場匯流排的做法,然而,乙太網的資源得不到有效的利用,速度快但傳輸效率低下,不可靠等特點並不適合現場的應用要求。但是,目前通過對乙太網協議的修改,有些方案大大改善了乙太網的缺點,如通過修改分布式報文結構和傳輸方式,使乙太網的高速率傳輸得到充分應用,拓撲結構更為靈活,方便現場布線,通過設立專用通道保證實時性,達到微秒級的循環時間,完全利用PC控制中PC資源。另外,隨著PC技術和IT的發展,乙太網物理層的很多通用部件成本越來越低。以更低的價格和更高的效率,滿足現場的諸多應用。何樂而不為呢?但是,好像目前國內的乙太網的應用都停留在交換機上,其不是協議....其實經過修改的乙太網解決方案已經大大改善了大家討論的乙太網的劣勢。
Vicre Elmite 10:10:15
控制領域的通訊標准之爭,這幾年是越演越列,各有長短卻無法統一,所以現場匯流排到底是什麼,很難有個明確的定義。有人認為這是個概念,只要能實現現場信號互交就是現場匯流排;也有人認為是一種技術,必須採用某種技術或協議。角度不同,認識也不同。
其實同一種東西用在不同場合給人的印象也不同,比如用在航空器上的控制系統,無論它是怎樣聯系的,總難讓人和「現場」聯系起來;另外在樓宇自動化中也有採用「現場匯流排」概念的,但和工業控制系統比差別卻很大。

Vicre Elmite 10:10:39
現場匯流排,主要體現的是優先順序的策略,傳輸的距離和適應惡劣環境的要求也有相對的優勢。
Vicre Elmite 10:11:22
工業乙太網中任意設備都是平等共享網路帶寬的;
而現場匯流排則依據設備性能有可能使用輪詢、令牌等方式使用帶寬,而且現場匯流排上至少有一台網路控制器或上位機來控制匯流排上的通訊。

就是這么回事。

其實我覺得現場匯流排與工業乙太網之間最大的區別就在於「現場」二字,在控制設備以下不能用乙太網,控制設備以上的聯網就五花八門了,如果不計許可權、內容,一些特大型企業據說可以連到國家財政部主機。
Vicre Elmite 10:16:19
設置,參考說明書,任何一套自動化設備(太多行業應用了,也不知道你說那一種啊)都配有設置圖解,這個自己想辦法看公司生產設備的說明書。。。。。。

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與乙太網在工業中如何應用相關的資料

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