現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展與工業(yè)以太網(wǎng)綜述
3. 在工業(yè)控制中使用Ethernet如何獲得技術(shù)支持。
由于采用與商用Ethernet相同的技術(shù),因此具有最廣大的支持網(wǎng)絡(luò)和資源。
為了促進(jìn)Ethernet在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用國際上成立了工業(yè)Ethernet協(xié)會(huì)(www.lndustrial.Ethernet.com )和IAONA(www.iaona.com ),并與美國ARC Advisory Group AMR Resesch研究中心和Gartnet Gronp、AMR Reseach研究中心和Gartner Group等機(jī)構(gòu)合作,開展工業(yè)Ethernet關(guān)鍵技術(shù)的研究。美國電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)正著手制定現(xiàn)場(chǎng)裝置與Ethernet通信的新標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)讓網(wǎng)絡(luò)直接看到對(duì)象(object)。這些工作為Ethernet進(jìn)入工業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)打下了基礎(chǔ)。
為適應(yīng)市場(chǎng)趨勢(shì)全球主要自動(dòng)化廠商和組織加強(qiáng)了工業(yè)Ethernet實(shí)現(xiàn)。
法國施奈德公司:4年前推出透明工廠戰(zhàn)略,使其成為工業(yè)Ethernet應(yīng)用的堅(jiān)決倡導(dǎo)者。ModbusTCP/IP(1998)是目前工業(yè)Ethernet事實(shí)了標(biāo)準(zhǔn),并促進(jìn)Ethernet在傳感器和設(shè)備級(jí)的應(yīng)用。
德國門子公司:1998年發(fā)布工業(yè)Ethernet白皮書,并于2001年發(fā)布其工業(yè)Ethernet的規(guī)范,稱為PROFINET。
美國洛威爾自動(dòng)化公司:2000年發(fā)布工業(yè)Ethernet規(guī)范,稱為Ethernet/IP。
基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF:2000年發(fā)布工業(yè)Ethernet規(guī)范,稱為HSE。
4. Ethernet與網(wǎng)絡(luò)安全問題
在工廠運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并不意味著工廠網(wǎng)絡(luò)一定要連接到互聯(lián)網(wǎng)。采用網(wǎng)絡(luò)的工廠,連入互聯(lián)網(wǎng)均使用TCP/IP。這樣就面臨互聯(lián)網(wǎng)類似的安全問題。
安全隱患:病毒、工業(yè)間諜、黑客、軟件BUG、恐怖主義。
黑客的動(dòng)機(jī):金錢、信息、恐怖主義、破壞、政治等,工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)相對(duì)較少吸引力。同時(shí),黑客行為是高技術(shù)的,有費(fèi)時(shí)費(fèi)力費(fèi)錢的代價(jià)。
物理連接管理提高安全性:PLC操作系統(tǒng)是專有的,不易受到黑客、病毒的侵略。
RAS、VPN提供遠(yuǎn)程訪問:硬件身份識(shí)別。
可提供多種安全機(jī)制:用戶密碼、數(shù)據(jù)加密、防火墻等。
隨著生物信息技術(shù)的發(fā)展,指紋、聲音等生物信息將提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。
基于TCP/IP的Ethernet在工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用
Ethernet僅僅只有物理層和鏈路層規(guī)范,它通常與TCP/IP等平臺(tái)無關(guān)的協(xié)議結(jié)合應(yīng)用。我們所指的Ethernet實(shí)際上是指基于TCP/IP協(xié)議的Ethernet,即Ethernet/IP。過去,以生產(chǎn)PLC為主的公司都使用Ethernet完成信息級(jí)通信,其中,西門了公司的SIMATICNET將Ethernet應(yīng)用到車間級(jí),并有向下層通信的趨勢(shì)。隨著FF HSE的開發(fā)成功,Ethernet將廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。特別令人感興趣的是,國際上有些公司已推出了完全以工業(yè)Ethernet為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng),其工廠級(jí)、監(jiān)控級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)均采用基于TCP/P通信協(xié)議的工業(yè)Ethernet,配備Wed server功能,而且這種趨勢(shì)愈來愈明顯。人們預(yù)測(cè),像當(dāng)年工業(yè)PC進(jìn)入工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域一樣,Ethernet/IP將會(huì)十分迅速地進(jìn)入工業(yè)控制的各級(jí)網(wǎng)絡(luò)。
基于TCP/IP的Ethernet構(gòu)成的工廠網(wǎng)絡(luò)的最大優(yōu)點(diǎn)是將工廠的商務(wù)網(wǎng)、車間的制造網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的儀表、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了暢通的透明網(wǎng)絡(luò),并與WEB功能相結(jié)合,與工廠的電子商務(wù)、物資供應(yīng)鏈和ERP等形成整體,這就是施奈德的透明工廠概念。
所謂透明工廠,即基于開放的Internet和Ethernet,實(shí)現(xiàn):
開放的商業(yè)化技術(shù)的應(yīng)用OPC servers,Ethernet,Internet,IEC1131;
基于IT/Internet技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā) 嵌入式網(wǎng)頁服務(wù)器和瀏覽器提供對(duì)PLC數(shù)據(jù)的訪問時(shí)間和可視化
;
采用開放的網(wǎng)絡(luò)策略 TCP/IP,物理層Ethernet;
創(chuàng)建現(xiàn)有的PLC作為“內(nèi)容提供商”嵌入式服務(wù)器插件和OPC server。
Ethernet及其應(yīng)用層協(xié)議――Ethernet/IP
按照互聯(lián)網(wǎng)參考的7層協(xié)議,Ethernet只提供了物理層和鏈路層協(xié)議,且通常與TCP/IP等協(xié)議結(jié)合應(yīng)用。由于應(yīng)用層協(xié)議不同,因此難以保證其互操作性。
傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/IP)是Internet的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層協(xié)議。在商業(yè)領(lǐng)域,它的互操作性由Internet的應(yīng)用層的文件傳輸(FTP)、終端訪真(Telnet)、電子郵件(SMTP)和他公共協(xié)議保證;在自動(dòng)化領(lǐng)域,尚無標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用層,各自動(dòng)化廠商都有自己的應(yīng)用層,如Mod bus Ethernet TCP/IP就是一種應(yīng)用層協(xié)議。
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