工業(yè)以太網(wǎng)與智能建筑[2]

3 工業(yè)以太網(wǎng)的特點
(1) 技術(shù)成熟，使用方便 以太網(wǎng)是美國XEROX公司于1975年推出的，至今已有30年歷史，得到全世界眾多廠家的支持，在軍事、工業(yè)、民用領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
(2) 具有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，開放性好 采用統(tǒng)一的IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)CSMA/CD，是IEEE802.3采用的介質(zhì)訪問控制技術(shù)，可以實現(xiàn)不同廠家之間的產(chǎn)品互聯(lián)，是一種開放式標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。
(3) 通信速率高，傳播速度快 以太網(wǎng)的通信速率目前已經(jīng)由10M提高到100M、1 000M，甚至10G。
(4) 可分段地實現(xiàn)遠程訪問、診斷和維護。
(5) 支持冗余連接配置，數(shù)據(jù)可達性強 數(shù)據(jù)有多條通路，可達目的地。
(6) 系統(tǒng)容量大，不會因為系統(tǒng)擴大出現(xiàn)不可預(yù)料的故障，有成熟可靠的系統(tǒng)安全體系。
(7) 投資成本低，包括初期投資、培訓(xùn)費用及維護費用。
(8) 線路采用變壓器雙端隔離或光纖，抗干擾性強。
4 工業(yè)以太網(wǎng)目前存在的問題
　　現(xiàn)場總線是用于工業(yè)控制并為復(fù)雜而又惡劣環(huán)境的工業(yè)現(xiàn)場而設(shè)計的，因此對系統(tǒng)的實時性和響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求，對供電方式使用環(huán)境有特殊要求。由于以太網(wǎng)是為信息通信而設(shè)計的，用于工業(yè)控制存在以下問題：
(1) 以太網(wǎng)采用CSMA/CD訪問協(xié)議，這是一種非確定性的網(wǎng)絡(luò)，對于實時性要求高的控制系統(tǒng)，這種不確　　定性將造成信息不能按要求傳遞。同一網(wǎng)段上受到CSMA/CD媒體訪問控制方式的制約。所謂網(wǎng)段是指連在同一共享式網(wǎng)絡(luò)總線上，可以偵聽到對方發(fā)出的信息，處于同一沖突碰撞區(qū)域（指會發(fā)生沖突碰撞的區(qū)域）的工作站和服務(wù)器連成的網(wǎng)絡(luò)區(qū)。例如在一個沖突碰撞區(qū)域中有一個工作群組（由一臺服務(wù)器和多臺工作站組成），當(dāng)多臺工作站訪問一個服務(wù)器時，由于受CSMA/CD的約束，同一時刻只允許一個工作站與服務(wù)器通信，其它工作站只能等待。各工作站爭搶通信信道，從而使工作站的通信產(chǎn)生延時，而且這種延時時間是不確定的，工作站愈多爭搶通信等待時間愈長，這種情況被稱為負(fù)荷愈重等待時間愈長。
　　若在一個碰撞域中，假設(shè)有兩個工作群組，處于一個碰撞域中，第一個工作群組工作站訪問服務(wù)器時，要競爭網(wǎng)絡(luò)寬帶（例如100M），另一個工作群組中所有工作站及服務(wù)器都處于等待狀態(tài)而無法運行。兩個工作群組要分割原有網(wǎng)絡(luò)寬帶（100M），一個工作群組工作時，另一個群組必須等待，這樣不僅具有延時，而且這種延時是不確定的。由于CSMA/CD有無法預(yù)見的延時，特別在重負(fù)載下，實時數(shù)據(jù)傳送更得不到保證。控制系統(tǒng)要有實時性保證，必須在任何時間都要及時響應(yīng)，不允許有任何不確定性。因此以太網(wǎng)用于控制系統(tǒng)必須解決實時性和不確定性問題。
(2) 以太網(wǎng)在可靠性方面不如現(xiàn)場總線，現(xiàn)場總線是為工業(yè)控制設(shè)計的，能適應(yīng)易燃、易爆（如化工、制藥）、干擾強烈場合及其它環(huán)境惡劣的場合。現(xiàn)場總線有屏蔽，接地與防爆等措施，而以太網(wǎng)需要解決這些問題。
(3) 現(xiàn)場總線規(guī)范要求網(wǎng)段上配有電源，為所有非自供電的設(shè)備提供電源，而以太網(wǎng)不提供電源，必須增加額外的供電電纜。