设备层如何应用以太网协议？

作者：Helge Hornis

欢迎访问e展厅 展厅 5 现场总线/工业以太网展厅 主站板卡, 现场总线适配器, ... 现在，基于工业以太网的解决方案已经纷纷推向市场，同时其应用也开始在工厂网络中普及。许多工程师更倾向于在自动化应用中应用以太网协议，原因很简单，以太网使控制设备添加了原先不可能实现的很多特性。这些特性使基于以太网的设备工作更简单、方便，而且为工厂操作员提供了操作工具以提高设备运行时间与可用性。 ■ 集成的Web服务器简化了诊断和配置； ■ 故障报告能够通过电子邮件发送； ■ 更简便的将数据传递到PLC; ■ PC机上的监控应用。 基于以上这些优点，以太网解决方案渐渐取代Profibus, DeviceNet以及其它网络就不足为奇了。然而，用户越是深入到最底层的网络层，以太网就越无法发挥作用，到时就必需使用其它的解决方案。 与功能匹配的网络 以太网非常适合上位结构，而对于设备网络，就不那么实用了，特别当是设备只具有简单功能的时候，如集散传感器和执行机构。了解以上情况是非常重要的，因为目前用户不可能购买许多与以太网连接的设备，所以用户必须使用传统的网络解决方案以避免与离散硬接线I/O相关的问题。基于许多实际的理由，AS-Interface解决方案特别适用于上述应用。 ■ AS-Interface是为有效传输传感器和执行机构数据而优化设计的下位解决方案。I/O节点小巧而且不贵，允许方案提供者开发高分布式I/O系统，达到整体电缆成本最小化。 ■ AS-Interface为各个设备提供了标准的24 Vdc电源，以太网目前还无法做到这一点。这样就不再需要单独为设备提供电源。 ■ AS-Interface的配置和故障检修功能大大缩短了安装和调试时间。 ■ 通过将传感器和执行机构等简单的设备连接到AS-Interface，在下位I/O结构所投入的时间和工程成本得到保护。从一种网络（如DeviceNet）转到另一种网络（如Profibus）不费吹灰之力。此外，AS-Interface通过增强I/O，使其效率提升了大约10x，上位网络的性能大大提高了。 ■ 与其他网络协议想比，AS-Interface是唯一真正独立的解决方案，因为AS-Interface不是由某一特定的PLC制造商开发出来的。 ■ AS-Interface是唯一一种技术修改方案不由一个公司规定或主导的网络。因此，绝大多数PLC的背板扫描卡通过网关几乎能与所有工业网络连接。 ■ AS-Interface并没有与任何传统的上位网络竞争，也没有试图取代传统的上位网络。相反，AS-Interface通过增强数据传输效率，解决安装过程中出现的拓扑局限、克服I/O分布不灵活以及物理介质（包括电缆、端子等）成本高等缺点，使客户发挥全部潜能。复杂的设备系统，如RFID、驱动、HMI等，仍是上位网络的最佳选择。 ■ AS-Interface能够支持最高4级的安全设备网络，同时，也可以通过同一网络传输标准、非安全的数据。 简化上位选择 当I/O层选定AS-Interface后，再选择合适的上位网络变得更简单、更安全。由于这些网络因系统供应商不同而不同，因此选定合适的PLC就能有效地选择网络。大多数PLC制造商支持以太网解决方案，这并不意味着以太网解决方案是兼容的，原因就是以太网自身没有完整地定义通信过程。 用户习惯谈论自己所使用的特定的以太网协议，比如，Modbus/TCP和EtherNet/IP都是基于以太网的协议，但它们是不兼容的。而Modbus/TCP和EtherNet/IP都使用标准的以太网构架，利用TCP进行数据传输，但他们也不共享应用层，不能交换信息。有些制造商设计了同时可实现几种以太网协议的设备，解决了这一PLC层上的困难。倍加福公司的IDENT Control就属于这种设备，它是一种支持Modbus/TCP、EtherNet/IP、PROFINET 和基于TCP/IP的串行通讯四种以太网协议的RFID系统。 尽管为复杂设备选择网络协议主要由PLC平台驱动，而在任何情况下I/O层使用AS-Interface都是正确的选择。AS-Interface灵活的网关方案完全保护用户免受I/O层发生的任何变化，允许包括控制图的工程方案在新的网络与协议出现时能够再利用。今后，与以太网相结合的AS-Interface将会成为市场的主流 。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (1/3/2008)