现场总线和工业以太网的区别

现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

一、什么是现场总线二、现场总线的技术特点与优点三、现场总线的产生与发展趋势四、以太网与工业控制网络五、工业以太网现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

什么是现场总线

?现场总线是应用在生产现场、连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

现场总线是通信网络

?位于生产控制现场和网络结构的底层?现场总线是低带宽的控制网络?它与上层的Internet、企业内部网Intranet相连?构成企业综合自动化的通信网络平台现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

现场总线对控制系统带来的革命?基地式仪表控制系统?单元组合式模拟仪表控制系统?集中式数字控制系统?集散控制系统DCS、PLC?基于现场总线的分散控制系统现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

各阶段测控仪表能力指数

测控能力指数现场总线数字开放标准DCS数字/模拟混合电动单元气动、模拟模拟过程优化管控一体化按回路运行按过程运行五十年代1960 1980 1998

现场总线和工业以太网

周黎辉，华北电力大学自动化系

设备状态可控

什么是工业以太网？联网设备简介 2007年10月25日 工控吧-http://www.gkong8.com;http://www.gkong8.net 在以太网的应用广泛普及的今天，今天的 控制系统 和工厂自动化系统常常采用 工业以太网 技术完成工业控制任务，但是，IT工程师们对于以太网的了解往往局限于办公自动化商业以太网，这就可能导致工业以太网在工业控制系统中实施的简单化和商业化，不能真正理解工业以太网在工业现场的意义，也无法真正利用工业以太网内在的特殊功能，常常造成工业以太网现场实施的不彻底，给整个控制系统留下不稳定因素。 选择正确的工业以太网要考虑哪些因素？简单的来说，要从以太网通讯协议、电源、通信速率、工业环境认证考虑、安装方式、外壳对散热的影响、简单通信功能和通信管理功能、电口或光口的考虑。这些都是最基本需要了解的产品选择因素。如果对工业以太网的网络管理有更高要求，则需要考虑所选择产品的高级功能如：信号强弱、端口设置、出错报警、串口使用、主干(TrunkingTM)冗余、环网冗余、服务质量(QoS)、虚拟局域网(VLAN)、简单网络管理协议(SNMP)、端口镜像等等其他工业以太网管理 交换机 中可以提供的功能。不同的控制系统对网

控制网采用自愈光纤工业以太环型总线与传统工业双总线对比 特性 传输介质 通讯速度 通讯协议开放性 通讯长度 连接数 抗电磁干扰 接地要求 防雷要求 冗余路径 冗余性 抗故障能力 CPU 设备保护 线缆质量要求 电缆可靠性 自愈光纤以太网环网 光缆 100M 开放 不限 不限 强 无 无 不同路径 强 强 可有 有 通用 强 1. 传输介质

冗余双总线采用双绞线或同轴电缆，可靠性低，抗电磁干扰能力差，需要考虑电磁屏蔽，接地等电位，通讯信号电流电位，电缆电特性，终端电阻匹配等因素，需要专用通讯电缆，质量要求高，成本高；有利因素是接线方便，制作接头简单。

自愈光纤环网采用光纤介质，可靠性高，抗电磁干扰能力强，光缆通用，成本低，布线简单；不利因素是需要做光纤头熔接，施工要求高。

2．传输速率关系

总线速率从9600K－12M，传输距离1000米以内不等，传输速率与传输长度或站点数成反比。在1M传输速率，20个连接站点时的有效传输距离不超过450米，超过距离时需要增加中继器。在施工设计过程中，需要计算每段电缆长度。

自愈光纤环网速率为100M ，1000M，并将随着网络技术的发展速率不断提高，同时传输速率与传输距离无关。

3．通讯协议的开放性

IEEE 802.3 架构图解,包括10M,100M,1G,10G。

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IEEE Std 1588-2008 (2)

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HDMI（High Definition... (0)PMD（Physical Medium

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以太网接口MII,RMII,SMII,GMII总线接口简介

所有的这些接口都从MII而来，MII是(Medium Independent Interface）的意思，是指不用考虑媒体是铜轴、光纤、电缆等，因为这些媒体处理的相关工作都有PHY或者叫做MAC的芯片完成。

MII支持10兆和100兆的操作，一个接口由14根线组成，它的支持还是比较灵活的，但是有一个缺点是因为它一个端口用的信号线太多，如果一个8端口的交换机要用到112根线，16端口就要用到224根线，到32端口的话就要用到448根线，一般按照这个接口做交换机，是不太现实的，所以现代的交换机的制作都会用到其它的一些从MII简化出来的标准，比如RMII、SMII、GMII等。

RMII是简化的MII接口，在数据的收发上它比MII接口少了一倍的信号线，所以它一般要求是50兆的总线时钟。RMII一般用在多端口的交换机，它不是每个端口安排收、发两个时钟，而是所有的数据端口公用一个时钟用于所有端口的收发，这里就节省了不少的端口数目。RMII的一个端口要求7个数据线，比MII少了一倍，所以交换机能够接入多一倍数据的端口。和MII一样，RMII支持10兆和100兆的总线接口速度。

SMII是

以太网接口MII,RMII,SMII,GMII总线接口简介

以太网接口MII,RMII,SMII,GMII总线接口简介

所有的这些接口都从MII而来，MII是(Medium Independent Interface）的意思，是指不用考虑媒体是铜轴、光纤、电缆等，因为这些媒体处理的相关工作都有PHY或者叫做MAC的芯片完成。

MII支持10兆和100兆的操作，一个接口由14根线组成，它的支持还是比较灵活的，但是有一个缺点是因为它一个端口用的信号线太多，如果一个8端口的交换机要用到112根线，16端口就要用到224根线，到32端口的话就要用到448根线，一般按照这个接口做交换机，是不太现实的，所以现代的交换机的制作都会用到其它的一些从MII简化出来的标准，比如RMII、SMII、GMII等。

RMII是简化的MII接口，在数据的收发上它比MII接口少了一倍的信号线，所以它一般要求是50兆的总线时钟。RMII一般用在多端口的交换机，它不是每个端口安排收、发两个时钟，而是所有的数据端口公用一个时钟用于所有端口的收发，这里就节省了不少的端口数目。RMII的一个端口要求7个数据线，比MII少了一倍，所以交换机能够接入多一倍数据的端口。和MII一样，RMII支持

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工业以太网

1.1当前现场总线存在的问题

现场总线控制系统（FCS）由于它的开放性、分散性和完全可互操作性等特点，正成为未来新型工业控制系统的发展方向，然而就目前情况来看，现场总线技术的发展还存在诸多问题。

1．多种标准目前的现场总线国际标准IEC6158包含了8种不同的现场总线，因此可以说没有标准。各个标准都有其特点，但都有不足之处，没有一种能覆盖所有的应用面。因为目前现场总线有3个层次，即传送数据宽度以位（Bit）计的传感器总线、宽度以字节（Byte）计的设备总线（Device Bus ）和宽度为数据流（Block）的现场总线。其应用范围如图2－1所示。

红外色谱 Profibus FIP FF 单回路

P-Net 控制器

机械视觉

线扫描仪 Interbus

基于PROFIBUS和工业以太网的锅炉集散控制系统

电

子

测

量

技

术

第 3卷第 1期 1 120 0 8年 1 1月

E CTR0NI LE C M EAS UREM ENT TECHNOL OGY

基于 P oiu和工业以太网的锅炉集散控制系统 rf s b张明光吴明永靳雷(州理工大学电气与信息工程学院兰州 7 05 )兰 3 0 0

摘

要：根据工业锅炉的特点，提出一种基于 P o b s rf u和工业以太网技术的锅炉集散控制系统的实现方法。着重阐 i

述现场总线技术和工业以太网技术在具有大通讯量和较高的通讯速率要求的工业锅炉现场的使用情况，而且结合现场控制设备的实际分布采用集中或分布式灵活的布置方式，最大程度满足工艺生产和用户需求。系统将可编程序控制器、组态软件与工控机相结合，实现了汽包水位、炉膛负压、蒸汽压力自动控制，以达到节能增效，促进企业生产管理的信息化建设，提高企业竞争力的目的。关键词：Poiu;业以太网；可编程序控制器；散控制系统；炉 rf s工 b集锅中图分类号：TP 7 23文献标识码：A

Bo lr d s r b t d c nt o y t m a e n ie it i u e o r ls s e b s d o P

微机控制系统及其应用

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

学院： 电气工程学院 班级： XXX 姓名： XXX 学号： XXXXXXXX

工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足

摘 要：本文简单介绍了工业控制网络中DCS、FCS和工业以太网的特点，指出了工业以太网相对前两者的优势所在，并分析了工业以太网现有的几个问题，最后提出了几种解决方案。

关键词：工业以太网，DCS，FCS，工业控制网络，实时性，非确定性

Abstract: This paper briefly introduces DCS, FCS and industrial Ethernet in industrial control network, and points out the advantages of industrial Ethernet compared with the two formers, then analyses several problems in industrial Ethernet, finally puts forward several solutions.

Key words: industrial Ethe