以太網在工業自動化領域的應用及研究

摘要：隨著我國科技技術的不斷進步，互聯網技術的技術也進入了一個嶄新階段，其中，以太網也因其良好的兼容性、傳輸速度快、易于安裝、低耗能等特點在自動化領域得到了廣泛運用。本文主要介紹了以太網的運用優勢，并針對應用過程中存在的問題提出科學、合理的解決方案。以太網是統一現場總線、特別是高速現場總線標準的希望，其正在改變著傳統的工業自動化結構，新型的網絡集成化現場總線控制系統，促進工業自動化領域通信的良性發展，這對促進社會的和諧發展也具有重要意義。本文主要闡述了新型互聯網模式以太網在工業自動化領域的應用以及未來的發展方向。

關鍵詞：以太網、工業自動化、自動化、互聯網、計算機

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（A）-00

1.工廠的企業信息系統簡介

近年來，我國的科技技術不斷進步，其中，計算機通信技術迅速發展，互聯網的運用已經擴展到各行各業，在一定程度上推動了我國的經濟向前發展。在工業自動化領域，為了適應時代的發展，已經逐步摒棄了過去人工或機器控制工廠生產系統的模式，工業的生產、管理系統已經全面與互聯網接軌，自動化系統結構正發生著巨大變化，目前正在完善網絡集成自動化為基礎的企業信息系統，目的就是提高企業的生產效率，為企業贏得更大的經濟效率，從而加強企業在市場上的綜合競爭力。就目前的情況來看，工業自動化領域的信息系統屬于分層式網絡結構，所謂網絡分層式，即通過信息技術構建網絡平臺對工廠的生產控制、現場監控、生產管理以及市場營銷等一整套的工廠生產管理系統，對工廠的生產、管理、產品營銷進行全方位的只能控制。當然，由于有信息高端技術的全程把關，很大程度上降低了工廠的所面臨的生產以及營銷風險，保證工廠的穩步、快速向前發展。目前，工業自動化領域中運用最多的網絡當屬以太網，以太網良好的兼容性、傳輸速度快、易于安裝、低耗能等特點，其能對生產現場進行高等控制與優化計算、顯示等，由于運行速度非常快，保證了工廠的生產效率。現在，以太網還逐步發展成了具備高標準的現場總線控制，能夠與Internet網互聯，從而能夠對生產現場以及管理進行更好，更快速是控制，同時具備很高的安全性能。

2.以太網在工業自動化中的應用優勢

2.1以太網是自動化產業應用最廣泛的網絡

現在，隨著互聯網技術的不斷滲透，工業自動化領域也緊跟時代的發展，逐步在完善自身生產、管理系統，目的是為實現與互聯網相互合作，打造全方位的智能生產管理控制系統，利用網絡平臺實現對工廠產品的生產、管理以及營銷，提供企業的生產效率。就目前來說，工業自動化領域使用最多的通信網絡就是以太網，具有價格低、多種傳輸介質可選、高速度、易于組網應用等優點，同時，以太網在自動化領域使用了很多年，已經具備比較完善的生產管理系統，現場的操作人員也已經具備了豐富的操作經驗，這是其它通信網絡不可比擬的，其自然成為工業自動化領域使用最廣泛的通信網絡。

2.2易與Internet連接

近幾年來，互聯網迅速發展，Windows、Unix等操作系統逐漸在通信、傳輸數據等領域一度處于主導地位，成為人們工作、生活必不可少的一部分。很快，互聯網就已經不再局限于通信領域的發展，逐漸向各個領域進軍，電子商務也在這一時期出現并得到快速發展，企業的生產營銷管理觀念也隨之變化，不再局限于現實中的營銷模式，而是逐漸向虛擬的網絡平臺上發展，并取得了不錯的收益。以太網的發展也異常迅速，其能夠實現與Internet快速鏈接，幫助企業的生產管理者走出辦公室，通過Internet網對工廠的生產現場進行遠程控制，第一時間了解工廠現場的情況。從某種程度上來說，正是因為以太網能夠與Internet快速連接，才使得工廠的局域網不在局限于只對工廠現場進行控制，而是把工廠生產現場與整個行業環境聯系起來，工廠的生產經營者也可以通Internet網及時了解行業信息，方便對工廠對未來的發展方向多出更準確的決策。

2.3與計算機技術同步發展

工業自動化領域在運用以太網的作為工廠生產管理控制網絡的同時，也嘗試著使用過其他的通信網絡，其他通信網絡在引進的同時能夠實現對工廠的全面控制。但如今信息技術更新換代速度非常快，其他通信網絡智能滿足一時的要求，而往往發展緩慢，跟不上信息技術發展步伐，從而相繼被市場淘汰。而以太網在這方面有著絕對優勢，其具備高標準的現場總線控制，可以克服現場總線不能與計算機網絡技術同步發展的弊端，在以太網對工廠生產現場進行控制的同時，能夠避免現場總線技術游離于計算機網絡技術的發展之外，兩者的發展相互促進，以太網能夠實現與計算機技術發展的高度同步。

3.以太網在工業自動化系統中的應用發展

3.1提高以太網的確定性和實時性

現在，以太網在工業自動化領域已經得到了廣發運用，其為工業自動化的行業發展起著重要的推動作用。但現在計算機通信技術快速發展，以太網要想緊跟時代步伐，還需要對其構建的局域網系統做進一步的完善，包括提高以太網的確定性和實時性兩方面。現在可以通過利用交換技術實現對兩者的提高，即構建一個帶交換機的工業以太網系統，有了交換機以后，以太網可以通過其具備的優先權來安排數據包在交換器中的發送順序，系統通過點對點模式進行數據發送，不會出現碰撞，從而大幅度提高其網絡的穩定性。另外，交換器可以支持多端口之間的同時通信，可以實現對不同速率的網絡連接，且相容性佳，提高了以太網的實時性。

3.2工業以太網工業自動化系統領域的產品研發

在未來，以太網的發展應該不止局限于生產現場的控制以及管理，而是向開發一系列的行業產品方向進發，目前已經有PC-BASED 方案和 ON-CHIP 設備等產品，在很大程度上提高了以太網的穩定性、實時性以及確定性。以后，以太網要不斷致力于研發行業高端產品，實現辦公室與生產現場的終端控制，方面生產經營者對生產現場進行管理。

4.結語

綜上所述，以太網在工業自動化領域中具有應用廣泛、易與Internet連接總線配備標準化等優勢，為推動我國工業產業的發展做出了一定的貢獻。但我國以太網應用到工業領域起步比較晚，距離國際上的先進水平還有一定差距，因此，相關企業要引起重視，不斷提高以太網在工業自動化中的運用水平，為促進我國的經濟發展做出應有的努力。

參考文獻

[1] 彭瑜.從 Interkama'99 看自動化技術發展的三個趨向[J].自動化儀表，2000，21（3）：1-4.

[2] 楊長春，翁瑞琴，等.現場總線的現狀和發展[J].石油化工學院學報，1999，11（1）：61-631.

[3] 周曉兵，費敏銳.以太網在工業自動化領域中的應用現狀和發展前景[J].自動化儀表，2001，22（10）：1-41.