工业以太网及现场总线技术在汽车加工业中的发展与应用
工业以太网与现场总线技术及应用
工业以太网与现场总线技术及应用摘要：工业控制需要高速、廉价、易于集成的通信网络。
以太网就是这样的一种网络。
本文分析了工业以太网在现场总线控制系统中的应用前景,指出工业以太网的介入使现场总线能更好的满足实时控制的要求,并给出了工业以太网应用实例。
关键词：现场总线控制系统以太网 FCS一引言随着计算机和网络技术的发展，以智能化仪表和分散控制为特色的现场总线技术，把控制领域带入了一个新的时代。
它所倡导的全开放、全分散、互操作的思想，成了未来控制领域崭新的特点。
但是,目前的现场总线技术仍具有很大的局限性,在全开放、全分散控制等方面,仍存在许多需要解决的问题。
首先,在目前现场总线控制系统中,主要是低速现场总线,现场仪表和设备的计算能力和信息处理能力较低,主要用于数据采集和控制信号的输出,并实现PDI控制等一些简单的控制算法。
复杂的控制功能,如预测控制、神经网络控制、系统优化等,仍需要在PC机或工作站上实现。
其次,由于现场总线位于整个系统的最底层,只是系统的一个组成部分,仅仅现场总线仍不足以实现系统的全开放结构。
同时,目前已经出现了Profibus 、Foundation Fieldbus等几十种现场总线。
由于每种现场总线代表着不同厂商的利益,各大厂商进行了激烈的市场竞争,这些现场总线很难实现统一。
因为不同现场总线产品不能实现互操作,一旦用户选择某种现场总线,今后就会被局限于这种现场总线,再选择另一种现场总线,必须付出高昂的代价。
因此,在现场总线的迅速发展过程中，形成一个统一的协议却始终是一个争论的焦点。
为了解决以上全分散、全开放、不同协议的现场总线系统集成问题,人们开始逐步达成一个共识，即向以太网靠拢将成为今后现场总线发展的一个趋势。
二以太网进入现场总线以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势,由于它支持几乎所有流行的网络协议,所以在商业系统中被广泛采用。
它具有如下特点：(1)以太网是目前应用最广泛的计算机网络技术,它受到广泛的技术支持,因此容易获得控制领域生产厂家的认可。
现场总线与工业以太网-ProfiBus通讯技术
ProfiBus通讯技术的概述
1
类型
按传输速度分为ProfiBus DP、ProfiBus PA和ProfiBus FMS三种类型。
2
特点
传输距离长、接口方便、可靠性高、实时性好、适用性强。
3
应用领域
广泛应用于工业自动化、过程自动化以及工控网络。
现场总线和工业以太网的区别
1 支持的节点类型不同
ProfiBus适用于工厂自动化现场的传感器、执行机构等自动控制设备，而工业以太网适用 于计算机网络中的各种数据传输节点。
身技术的改进和完善，与现有工业控制网络 相结合，不断满足不同行业的自动化需求。
方便的接口
标准的RS-485接口易于连接和维护。
适用性强
适用于多种设备和场合，能适应多变的现场环 境需求。
ProfiBus在工业自动化中的应用
生产过程中的控制
ProfiBus应用广泛，如轨道交通信号控制系统，飞机 发动机控制系统，生产过程中的各种控制以及机器 人控制平台等。
物流行业中的应用
Proபைடு நூலகம்iBus应用在物流行业中，如卷烟机设备、包装设 备、包卷设备和输送带设备。
ProfiBus的未来发展趋势
1
实现更高速率
为满足控制网络不断提升的数据传输速度和容量需求，ProfiBus正在不断研发设计更高速率的 新产品，比如ProfiNet IOC。
2
支持IEEE 802标准
正在开发能够支持IEEE 802标准的ProfiBus产品，以增强ProfiBus网络兼容性和互操作性。
现场总线与工业以太网ProfiBus通讯技术
现场总线与工业以太网是工业自动化领域中最常见的现场通讯技术。本次演 示将深入探讨其中最前沿的ProfiBus通讯技术。
工业通信中的工业以太网与现场总线比较
工业通信中的工业以太网与现场总线比较工业通信是指在工业环境中实现设备之间信息传递和控制的过程。
随着工业自动化的发展，工业通信技术也得到了广泛应用。
其中，工业以太网和现场总线是两种常见的通信技术。
本文将对工业以太网和现场总线进行比较，探讨其各自的特点和适用场景。
一、工业以太网工业以太网是一种基于以太网技术的通信网络，它采用了以太网的物理层和数据链路层协议，同时也引入了一些工业特定的协议。
与普通的以太网相比，工业以太网在实时性、可靠性和稳定性方面进行了优化。
它支持高速通信和大带宽传输，能够满足现代工业环境中对数据传输速度和质量的要求。
工业以太网适用于需要高速通信和大规模连接的场景，如工业自动化、机器人控制和分布式控制系统。
它可以同时传输多个数据流，并支持实时监控和控制。
由于其基于标准的以太网协议，工业以太网具有较好的兼容性和可扩展性，易于集成和维护。
二、现场总线现场总线是另一种常用的工业通信技术，它是一种分布式控制系统中用于实现设备之间数据传输和通信的协议。
现场总线通常采用串行通信方式，将控制系统中的各种设备连接起来，通过总线传输数据和命令。
现场总线具有以下几个特点：首先，它是一种实时性较好的通信技术，能够满足工业自动化对实时监控和控制的需求；其次，现场总线采用分布式的网络结构，可以减少布线的复杂性和成本；第三，现场总线支持多主控制，可以实现多台设备之间的并行操作；最后，现场总线具有较好的抗干扰能力和可靠性，能够适应恶劣的工业环境。
现场总线适用于需要分布式控制和小范围通信的场景，如工业机械、设备监控和传感器网络。
由于现场总线采用串行通信方式，它的传输速率相对较低，适用于不需要大带宽和高速通信的应用。
三、工业以太网与现场总线的比较工业以太网和现场总线在工业通信中都有自己的优势和适用场景。
下面对它们进行比较：1. 传输速率：工业以太网的传输速率相对较高，可以达到百兆甚至千兆级别，而现场总线的传输速率一般在几十到几百kbps之间。
工业以太网技术的应用和发展
要 介 绍 了工业 以 太 网的特 点 ，并 详 细 论述 了工 业 以 太 网在控 制 领 域 的应 用现 状 以及
以 太 网 交换 技 术 的 发 展 趋 势 ， 并 提 出 了 以
术不断地持续向前发展。 工业 以 太 网与 现 场总 线 相 比 ， 它能 提
供 一 个 开放 的标 准 ，是 企 业从 现 场控 制 到
太 网能 实现 工 业控 制 网络 与 企业 信 息 网络
的 无 缝 连 接 ， 形 成 企 业 级 管 控 一 体 化 的 全
（ ）可持续 发展 潜 力大 ，在这 信息瞬 器对 现场 工况 进 行 实时 远 程监 控 、 远程 设 五
息 万变 的 时 代 ，企 业 的生 存 与 发 展将 很大 网络 ，信 息 技术 与 通 信技 术 的 发 展将 更加 迅 速 ，也 更 加成 熟 ， 由此保 证 了 以太 网技 备调 试 和远 程 设 备 故障 诊 断和 处 理 。 实现
工业 以太网技术 响应用和发 展
文Ｏ 田晓霞 曹其宏 薛伟 刘雷 （ 山东华聚能源兴隆庄矿 电厂）
摘 要 ：工 业 以 太 网控 制 系统是 集散 控
制 系统（ Ｃ ） 现 场 总 线控 制 系 统（ Ｃ ） 后 Ｄ Ｓ和 Ｆ Ｓ之 产生 的一 种 新 型 的工 业控 制 系统 。 本 文 简
议 ， 以 在数 据信 息 网络 中得 到广 泛应 用 ， 所
具 有传 输 速 度高 、低 能耗 、便 于 安装 、兼 ＴＣＰ／Ｉ Ｐ原 本不是面 向控制领 域的 ，在 体 个 方 面 ： 容性 好 、开放 性 高 和 支持 设 备 等 多方 面 的 系结 构 、协 议规 则 、 物理 介 质 、数 据 、软 （一 ） 工 业 以 太 网 与 现 场 总 线 相 结 优 势 。工 业 以太 网 的开 放 性 使 得 工业 控 制 件 、实 验 环境 等 诸 多 方面 并 不 成熟 ，而 现 合 网 络和 企 业信 息 网 络 的无 缝 整 合 方面 具 有 场 总线 能 完 全满 足 现 代企 业 对 底层 控 制 网 工 业 以 太 网技 术 的 研 究 还 只 是 近 几 年
现场总线技术及工业以太网技术在大型分段涂装工场的应用
系统 。
控 。触 摸屏 使用 寿命 远远 比工控 机长 ， 运行 稳 定 ， 且 增 强 了 系 统 的 冗 余 功 能 ， 高 了 系 统 安 全 性 和 可 提
备 繁多 ， 依靠 传 统 的Ｔ 业 控制 装置 ， 难 完成 对 成 百 很 上 千 台 （ ） 备 的有 效控 制 ， 不能 满 足 现代 化 企 套 设 也
业 生 产 、 理 和 发 展 的 需 求 。 大 型 涂 装 设 施 的 集 成 管 化控 制系统 综 合 运用 了现 场 总线 技 术 、 业 以 太 网 工 技 术 和 计 算 机 技 术 ， 分 段 涂 装 设 施 的 集 成 化 控 制 使
接 远 程 设 备 和 远 程 ＵＯ。
以太 网在最 上 位 的 网络 中 ， 用 灵 活开 放 的 以 利 太 网 ， 以 与 厂 部 局 域 网 相 连 ， 现 在 各 个 生 产 工 场 可 实 里 收 集 和 管 理 各 种 生 产 信 息 ， 可 以 将 生 产 战 略 反 并 映 到 各 个 生 产 工 场 。 Ｍ Ｅ Ｅ ＮＥ ／ 网 通 过 使 用 Ｉ Ｃ Ｔ Ｈ Ｓ
系统 的 设 计 、 装 和调 试 时 间 ， 现 大 型 分 段 涂 装 设 施 安 实 的 监控 和 生 产 管 理 信 息的 集 成 ， 高 效 、 速 造 船 提 供 为 快 了 必 要 保 证 ， 为 今 后 工 厂 网 络 化 、 息 化 建 设 打 下 并 信
基础。
现场总线与工业以太网总线知识概述
现场总线与工业以太网总线知识概述1. 简介现场总线和工业以太网总线是现代工业自动化中常用的通信协议，用于实现工业设备之间的数据交换和联网。
本文将对现场总线和工业以太网总线的基本概念、特点、应用、优缺点等进行概述。
2. 现场总线概述2.1 定义现场总线是一种用于工业现场设备之间数据交换和通信的网络协议，它通过将控制和信号传输集成到一根通信线上，实现设备的多对多通信。
2.2 特点•高可靠性：现场总线具有高抗干扰性和冗余技术，能够保证数据的可靠传输。
•简化布线：现场总线使用单根通信线连接多个设备，减少布线工作量。
•实时性强：现场总线能够实现实时数据交换和控制，满足工业自动化的要求。
•易于扩展：现场总线支持设备的插拔，方便系统的扩展和维护。
2.3 应用现场总线广泛应用于工业自动化领域，用于实现工业控制系统中各个设备之间的通信和数据交换。
常见的现场总线协议有Profibus、DeviceNet、Modbus等。
3. 工业以太网总线概述3.1 定义工业以太网总线是基于以太网技术的通信协议，用于实现工业现场设备之间的高速数据交换和通信。
3.2 特点•高带宽：工业以太网总线支持高速数据传输，满足对数据通信速度要求较高的应用场景。
•灵活可靠：工业以太网总线支持灵活的拓扑结构和冗余技术，能够满足复杂工业环境中的通信需求。
•开放性强：工业以太网总线基于标准以太网协议，具备良好的兼容性和互操作性。
•易于集成：工业以太网总线可以与现有的以太网设备和IT系统进行无缝集成。
3.3 应用工业以太网总线在工业自动化领域得到广泛应用，特别是在大规模工业控制系统中。
常见的工业以太网总线协议有Ethernet/IP、Profinet、EtherCAT等。
4. 现场总线与工业以太网总线的比较4.1 网络结构现场总线采用集线器或总线控制器连接多个设备，形成总线型拓扑结构；而工业以太网总线通常采用交换机连接设备，形成星型或树型拓扑结构。
4.2 通信速度工业以太网总线的通信速度较快，可达到千兆位级别，适用于对通信速度要求较高的场景；而现场总线的通信速度较慢，一般在10M或100M的范围内。
现场总线与工业以太网及其应用技术
“现场总线和工业以太网之间的转换是可能的，但是需要使用相应的转换设 备或者转换软件来实现。”
“在选择合适的通信协议时，需要考虑控制系统的具体需求和实际情况，包 括设备的成本、通信距离、数据传输速率、可靠性等方面的需求。”
这些摘录不仅可以帮助读者理解现场总线和工业以太网的基本概念和技术， 还可以帮助读者了解这些技术在现代工业控制网络中的应用和优势。这本书还提 供了大量的应用案例，这些案例可以帮助读者更好地理解和应用所学到的知识。
“Modbus是一种非常流行的现场总线协议，它可以支持多种不同类型的数据 传输，包括ASCII、二进制和RTU格式。”
“Profinet是一种基于以太网的工业自动化通信协议，它可以在TCP/IP网络 上实现实时的数据传输。”
“对于一个典型的工业控制系统来说，控制器、传感器和执行器之间的距离 可能会非常远，这需要使用合适的通信协议来实现远距离通信。”
《现场总线与工业以太网及其应用技术》是一本非常值得一读的书。它既提 供了关于现场总线和工业以太网的基本知识，又展示了这些技术在现代工业中的 应用现状和发展趋势。通过阅读这本书，我对这个领域有了更深入的了解，也有 了更全面的认识。这不仅丰富了我的知识库，也提升了我对现代工业自动化的理 解和分析能力。
通过阅读这本书，我对现场总线和工业以太网的应用有了更为清晰的认识。 我了解到，这两种网络技术在现代工业自动化和过程控制领域发挥着越来越重要 的作用。它们的出现，大大简化了复杂的网络结构，提高了系统的稳定性和可靠 性。特别是在实现远程监控和维护方面，这两种技术提供了极大的便利。
我也对现场总线和工业以太网的技术发展趋势有了新的认识。随着新技术的 不断发展，这两种网络技术也在不断演进和完善。例如，对于工业以太网而言， 其正在向更高速度、更远距离、更灵活的方向发展；而对于现场总线而言，其正 在追求更开放、更智能、更安全的特点。这些发展趋势，为我提供了新的视角和 思考。
论工业以太网的技术特点及应用
论工业以太网的技术特点及应用工业以太网以其特殊的、独具的特点，被广泛应用于工业领域，本文主要论述了以太网技术的由来、技术特点以及应用现状，对工业以太网的发展和实际应用，进行一些探讨和研究。
1 工业以太网由来和发展，Xerox，Inter与DigitalEquipment等公司成功研制了以太网1.0版，这标志着以太网正式诞生。
随后，IEEE802.3标准正式发布，那就是的以太网2.0版本。
，以太网技术通过SiemensSINECH1顺利进入了工业通讯领域。
随着网络的不断发展及用户数量的持续增加，以太网的传输速率从10Mb/s扩大到100Mb/s，这就是现在的快速以太网(FastEthernet)。
在之后的几年发展中，快速以太网成为了IEEE802.3标准，并被广泛应用于工业通信中。
目前，工业领域正在研究建立千兆以太网，这就是10Gigabit标准。
2 工业以太网的技术特点2.1 通信中的确定性与实时性传统的Ethernet在实际的实验和检测中，采用了CSMA/CD碰撞检测方式。
其最大弊端就是工作过程中会产生很大的负荷，影响网络传输，从而导致控制系统及其他各系统的实时性很差。
因此，它的功能作用是非确定性的，人们在实际应用中对其也有很多诟病。
相比之下，快速以太网的产生与发展，以及交换式以太网技术的开发和应用，成为了克服和解决非确定性问题新的“突破口”。
(1)Ethernet的通信速率增长非常快，也特别实用。
它已经从10M、100M增加到现在的1000M乃至10G。
在相同情况下，通过提高工业通信速率，极大减轻在实际工作过程中的网络负载量，极大减小网络延迟，从而极大降低在网络传输中的碰撞机率。
(2)工业中交换机的使用，特别是开发了星型拓扑结构，最终在实际运行和操作中，将整个网络分割成数个网段，这就使得数据传输由大变小，更方便更快捷。
而当制造商生产出Ethernet交换机后，它的数据存储功能及数据转发功能，大大缓解了网络传输过程中数据的堵塞，使得每个端口间输入输出数据帧可以有一定程度的缓冲，也大大降低了网络数据碰撞概率。
现场总线与工业以太网融合的技术路径
现场总线与工业以太网融合的技术路径现场总线与工业以太网融合的技术路径随着工业自动化和智能制造的快速发展，现场总线与工业以太网的融合成为了实现工业4.0的关键技术之一。
现场总线技术以其简单、可靠、成本效益高的特点，在工业自动化领域得到了广泛应用。
而工业以太网则以其高速、大容量、易于扩展的优势，在现代工业通信中扮演着越来越重要的角色。
本文将探讨现场总线与工业以太网融合的技术路径，分析其发展趋势和实现策略。
一、现场总线与工业以太网概述现场总线是一种用于工业自动化领域的数字通信网络，它连接了现场设备与控制系统，实现了设备之间的数据交换和控制命令的传输。
现场总线技术具有实时性、可靠性和抗干扰性强的特点，能够满足工业现场复杂环境的要求。
工业以太网则是基于传统以太网技术发展起来的，专门用于工业环境的网络通信技术。
它继承了以太网的高速、大容量、易于扩展等优点，同时针对工业环境的恶劣条件进行了优化，如增强了抗电磁干扰能力、提高了设备的稳定性和可靠性。
二、融合技术的必要性与挑战随着工业自动化水平的不断提升，对现场通信网络的要求也越来越高。
现场总线虽然在实时性和可靠性方面表现优异，但其数据传输速率相对较低，难以满足日益增长的数据传输需求。
而工业以太网虽然传输速率高，但在实时性和可靠性方面尚需进一步提升。
因此，将两者的优势结合起来，实现现场总线与工业以太网的融合，成为了满足现代工业自动化需求的有效途径。
然而，融合技术的发展面临着诸多挑战。
首先是技术兼容性问题，不同的现场总线和工业以太网标准之间存在差异，需要通过技术手段实现互联互通。
其次是性能优化问题，如何在保证实时性和可靠性的同时，提高数据传输速率和网络容量，是融合技术需要解决的关键问题。
此外，还有成本控制问题，融合技术的研发和部署需要考虑成本效益，以确保其在工业领域的广泛应用。
三、融合技术的关键技术实现现场总线与工业以太网的融合，需要依赖一系列关键技术。
这些技术包括但不限于：1. 协议转换技术：通过协议转换器，将现场总线的数据包转换为工业以太网的数据包，或者反之，实现不同网络之间的数据交换。
现场总线与工业以太网
现场总线与工业以太网现代工业领域的通信技术在不断发展，为了满足工业自动化的需要，现场总线和工业以太网成为了两种主流的通信技术。
本文将从介绍两者的定义、特点、应用领域等方面进行论述，以帮助读者更好地理解现场总线和工业以太网的区别与联系。
一、现场总线的定义现场总线，顾名思义，是指在工业现场中用于连接各种现场设备和传感器的通信技术。
它采用串行通信方式，将各个设备连接到统一的总线上，使得各个设备可以进行数据的交互和通信。
现场总线常见的标准有Profibus、Modbus、CAN等。
二、现场总线的特点1. 高可靠性：现场总线采用多级冗余和容错技术，能够提供稳定可靠的通信环境，抵抗电磁干扰和噪声的干扰。
2. 实时性强：现场总线通信速率快，能够满足对实时性要求较高的工业自动化应用。
3. 灵活性高：现场总线支持多种拓扑结构，可根据现场设备的不同需求进行灵活搭配，具有良好的扩展性和可调整性。
4. 成本相对较低：现场总线技术成熟，设备价格相对较低，适用于中小型工业系统。
三、现场总线的应用领域现场总线广泛应用于工业自动化控制系统、传感器和执行器的连接以及数据采集等领域。
例如，在工厂生产线上，通过现场总线可以实现对各个设备的监控和控制，提高生产效率和质量。
四、工业以太网的定义工业以太网是指将以太网技术应用于工业自动化领域的通信网络。
它基于以太网标准，通过对物理层接口和网络协议的改进，使得以太网能够适应工业环境的要求，提供可靠的通信服务。
五、工业以太网的特点1. 高带宽：工业以太网支持高速数据传输，能够满足工业自动化中对大数据量的实时传输需求。
2. 网络结构灵活：工业以太网具有良好的可扩展性和灵活性，支持各种网络拓扑结构，满足不同工业场景的需求。
3. 兼容性强：工业以太网基于以太网标准，与传统以太网兼容，可以与企业内部的办公以太网进行连接。
4. 安全性高：工业以太网提供各种安全机制和协议，保护工业控制系统的安全和隐私。
六、工业以太网的应用领域工业以太网被广泛应用于诸如工厂自动化、能源管理、交通运输、智能建筑等领域。
现场总线技术及其应用
案例三：城市交通信号控制系统应用
总结词
利用现场总线技术实现城市交通信号的智能控制，提高 交通流畅度和安全性。
详细描述
在城市交通管理中，采用现场总线技术构建交通信号控 制系统，实现各个路口信号灯的实时通信和控制。通过 实时数据采集和智能算法，优化信号灯的配时方案，提 高交通流畅度和安全性，缓解城市交通拥堵问题。
在工业自动化领域，常见的现场总线 技术包括PROFIBUS、Modbus、 EtherNet/IP等。
智能建筑
智能建筑是现场总线技术的另一个重 要应用领域。通过现场总线，可以实 现建筑物内各种设备（如照明、空调 、安防等）的集中控制和管理，提高 建筑物的能源利用效率和舒适度。
VS
在智能建筑领域，常见的现场总线技 术包括LonWorks、CAN等。
智能交通系统
智能交通系统是现场总线技术的重要应用方 向之一。通过现场总线，可以实现交通信号 灯、监控摄像头等交通设施的集中控制和数 据传输，提高交通效率和安全性。
在智能交通系统领域，常见的现场总线技术 包括FlexRay、TTCAN等。
医疗设备
医疗设备是现场总线技术的重要应用 领域之一。通过现场总线，可以实现 医疗设备的集中控制和数据传输，提 高医疗设备的可靠性和安全性。
02
现场总线技术种类
PROFIBUS
德国标准总线
PROFIBUS是一种用于工业自动化的现场总线标准，由德国标准委员会制定。它 支持多种通信协议，广泛应用于制造业、过程控制和楼宇自动化等领域。
CAN总线
控制器局域网
CAN总线是一种用于汽车和工业自动化领域的现场总线标准。它支持分布式实时控制，具有高可靠性和灵活性，广泛应用于 汽车电子、智能交通和工业自动化等领域。
通信技术在工业自动化中的应用
通信技术在工业自动化中的应用工业自动化的发展，离不开通信技术的支持。
通信技术的应用在工业自动化中起到了至关重要的作用，实现了设备之间的信息传递和控制。
本文将介绍通信技术在工业自动化中的应用，包括现场总线技术、工业以太网、物联网等。
通过这些应用，工业自动化系统得以实现高效、智能和可靠的运行。
一、现场总线技术的应用现场总线技术是工业自动化中常用的通信技术之一。
它通过在现场设备之间建立总线网络，实现设备之间的数据交换和控制指令传递。
现场总线技术具有传输速率快、可拓展性强和可靠性高等优点。
在工业自动化中，现场总线技术广泛应用于各类工业控制系统。
例如，在自动化生产线中，各个传感器、执行器和PLC等设备可以通过现场总线连接起来，实现实时的数据传输和控制操作。
这使得生产线的监控和控制更加精细和高效。
二、工业以太网的应用工业以太网是一种基于以太网技术的通信网络，专门用于工业自动化领域。
它为工业设备提供了高速、可靠的通信服务，支持实时数据传输和控制。
在工业自动化中，工业以太网广泛应用于工厂自动化、机器人控制和过程控制等领域。
通过工业以太网，各类设备可以实现快速的数据传输和实时的控制操作。
例如，在工厂自动化中，生产线上的各个设备可以通过工业以太网连接起来，实现高效的数据交互和协调工作。
三、物联网在工业自动化中的应用物联网是指通过各类物理设备、传感器和软件等互联互通，实现信息的收集、处理和传输。
在工业自动化中，物联网技术的应用推动了工业生产的智能化和数字化。
在工业自动化中，物联网技术可以实现设备的远程监控和管理。
通过传感器等设备采集的数据，可以远程监测设备的状态和运行情况，并进行相应的控制操作。
这大大提高了设备的使用效率和管理水平。
总结通信技术在工业自动化中的应用，为工业生产带来了许多便利和效益。
现场总线技术、工业以太网和物联网等通信技术的应用，使得设备之间的信息交流更加高效、快速和可靠。
工业自动化系统在通信技术的支持下，可以实现更加智能、高效和可靠的运行，为工业发展带来了巨大的推动力。
工业以太网与CAN现场总线比较和应用方案分析
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现场总线论文——浅谈工业以太网
浅论工业以太网技术1.引言网络技术的迅速发展引发了自动控制领域的深刻技术变革，以现场总线和工业以太网技术为代表的控制网络技术是现代自动控制技术与信息网络技术相结合的产物，是下一代自动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，也是信息化带动工业化的重点方向。
目前网络控制技术正从传统的控制网络技术——现场总线向现代控制网络技术——工业以太网技术的方向发展。
2.工业以太网的产生工业以太网是西门子公司提出的一种基于以太网通讯的一种工业用的通讯模式。
在技术上与商业以太网(即IEEE802.3标准)兼容，但在产品设计时，材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性等方面能够满足工业现场的需要，也就是满足环境性、可靠性、安全性以及安装方便等要求的以太网。
以太网是按IEEE802.3标准的规定，采用带冲突检测的载波侦听多路访问方法(CSMA/CD)对共享媒体进行访问的一种局域网。
其协议对应于ISO/OSI七层参考模型中的物理层和数据链路层，以太网的传输介质为同轴电缆、双绞线、光纤等，采用总线型或星型拓扑结构，传输速率为10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps 或更高。
在办公和商业领域，以太网是最常用的通信网络，近几年来，随着以太网技术的快速发展，以太网技术已开始广泛应用于工业控制领域，它是现代自动控制技术和信息网络技术相结合的产物，是下一代自动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，同时也是信息化带动工业化的重点方向。
国内对工业以太网络技术的需求日益增加，在石油、化工、冶金、电力、机械、交通、建材、楼宇管理、现代农业等领域和许多新规划建设的项目中都需要工业以太网络技术的支持。
以太网是当今最流行、应用最广泛的通信技术，具有价格低、多种传输介质可选、高速度、易于组网应用等诸多优点，而且其运行经验最为丰富，拥有大量安装维护人员，是一种理想的工业通信网络。
首先，基于TCP/IP的以太网是一种开放式通信网络，不同厂商的设备很容易互联。
工业控制系统的现场总线技术发展趋势是什么
工业控制系统的现场总线技术发展趋势是什么在当今高度自动化的工业生产领域，工业控制系统的现场总线技术扮演着至关重要的角色。
现场总线技术作为连接工业现场设备和控制系统的桥梁，其不断发展和创新对于提高生产效率、保障生产质量、降低生产成本以及增强系统的可靠性和灵活性具有重要意义。
那么，工业控制系统的现场总线技术的发展趋势究竟是什么呢？首先，高速率和高实时性将成为现场总线技术发展的重要方向。
随着工业生产过程的日益复杂和对控制精度要求的不断提高，数据传输的速度和实时性变得尤为关键。
未来的现场总线技术将能够以更快的速度传输大量的实时数据，确保控制系统能够及时、准确地响应现场设备的状态变化，从而实现更加精确和高效的控制。
例如，在汽车制造的自动化生产线中，高速率和高实时性的现场总线能够确保各个工位之间的协同工作，提高生产节拍和产品质量。
其次，开放性和互操作性将进一步得到加强。
不同厂家生产的设备和系统往往存在兼容性问题，这给工业控制系统的集成和维护带来了很大的挑战。
为了解决这一问题，未来的现场总线技术将更加注重开放性和互操作性，通过制定统一的标准和规范，使得不同厂家的设备能够轻松地接入同一个控制系统，并实现无缝通信和协同工作。
这样一来，企业在选择设备和系统时将有更多的选择余地，同时也能够降低系统集成和维护的成本。
再者，工业以太网将在现场总线技术中占据更重要的地位。
工业以太网凭借其高速、可靠、易于扩展等优点，已经逐渐成为工业控制系统中的主流网络技术。
未来，随着工业以太网技术的不断成熟和完善，其在现场总线领域的应用将更加广泛。
例如，基于工业以太网的现场总线能够实现与企业级网络的无缝集成，从而实现生产管理和控制的一体化，提高企业的整体运营效率。
另外，无线现场总线技术也将迎来快速发展。
在一些特殊的工业环境中，如移动设备、难以布线的场所等，无线现场总线技术具有独特的优势。
未来，随着无线通信技术的不断进步，无线现场总线的传输速率、可靠性和安全性将得到显著提高，使其能够在更多的工业应用场景中得到应用。
工业现场总线技术的新进展
4、可靠性：工业以太网能够适 应恶劣的工业环境，具有较高的 可靠性。
1、协议融合与创新：为了满足不同应用场景的需求，现场总线技术将不断 推陈出新，开发出更加高效、稳定、可靠的技术协议。同时，为了实现互操作性， 不同现场总线协议之间的融合也将成为未来的发展ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ势。
工业现场总线技术的新进展
基本内容
随着工业4.0时代的到来，工业现场总线技术作为现代工业自动化领域的重 要组成部分，正在经历着前所未有的变革和发展。本次演示将围绕工业现场总线 技术的新进展展开讨论，通过了解该技术的最新发展状况，为企业和相关研究人 员提供参考和启示。
工业现场总线技术是一种用于工业现场设备间通信和数据传输的技术，它通 过在设备间建立通信协议，实现了设备间的信息交互和数据共享。现场总线技术 以其高效、灵活和可靠的优势，在工业自动化领域得到了广泛应用。
现场总线技术
现场总线技术最早出现在20世纪80年代，它是为了解决传统的控制系统不能 满足新的工业自动化需求而出现的。现场总线技术具有以下特点：
1、开放式：现场总线技术采用开放式互统，可以与多种设备进行连接和信 息交互。
2、数字化：现场总线技术采用数字信号传输，能够提高通信的精度和稳定 性。
3、分布式：现场总线技术采用分布式控制系统，能够实现设备的就近控制 和信息交互。
三、现场总线标准与工业以太网 技术的比较
1、传输速度：传统的现场总线标准传输速度较低，而工业以太网技术具有 更高的传输速度。
2、传输距离：传统的现场总线标准传输距离较短，而工业以太网技术具有 更长的传输距离。
3、可靠性：传统的现场总线标准可靠性较低，而工业以太网技术具有更高 的可靠性。
试析工业领域发展中以太网的应用
试析工业领域发展中以太网的应用摘要：以太网，是目前应用最为广泛的局域网络技术，随着计算机技术的不断完善和普及，以太网网络已经逐渐深入到各个领域，有效的提升了办公效率和通信效率，促进了社会经济的快速发展。
工业领域较强对以太网的应用进和优化，对于工业生产来说也具有非常重要的意义。
本文就工业领域发展中以太网的应用展开分析和论述，指出了当前以太网在工业领域中应用的主要问题，并提出了合理的改善策略，希望对于我国工业发展起到一定的借鉴作用。
关键词：工业领域；以太网；问题；措施中图分类号：tp27 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2012） 17-0000-02随着我国科学技术的不断发展，计算机信息技术的普及和广泛应用，很大程度上提升了信息传输效率和办公效率，成为现代企业发展过程中不可缺少的重要通讯媒质。
以太网，由美国施乐公司研制，是目前应用最广的局域网络通讯技术，推动以太网在工业领域中的发展和应用，能够有效解决工业现场的不确定和实时性等问题，促进工业生产活动的顺利开展。
目前，以太网在工业领域中的开发和研究，越来越受到人们的关注，是未来工业发展的主要方向。
1 以太网的优势分析1.1 技术成熟。
以太网是目前应用最为广泛的局域网络通信技术，采用统一的互联网协议tcp/ip，技术方面的成熟，为以太网的普及和应用提供了非常可靠的保障。
目前，以太网在大多行业中都得到了非常广泛的应用，被广大用户所熟悉，普及率非常高。
1.2 通讯效率高。
以太网同其他通信技术相比，在通讯效率方面存在非常大的应用优势。
随着科学技术的不断发展，以太网的传输效率发生了非常大的改善，从10mibs/s到100mibt/s，到目前的10gbit/s的以太网传输效率，能够有效满足不同用户对以太网系统的需求，保证了以太网的应用和普及。
1.3 价格低廉。
价格低廉，是以太网系统的另一重要优势，以太网的大量普及，除了以太网系统良好的使用效果之外，便是由于以太网的硬件价格低廉所致。
工业以太网在整车焊接流水线自动化控制系统中的应用
①产品生产任务分派及调度 。能够根据生产进度适 随着 以太 网通信技术的飞速发展 ，工业以太 网逐渐 当的调整生产资源分配 ，根据任务变化 自动完成对流水 以其低廉的组 网价格 、 兼容性 较好 的通信协议 ， 以及一体 线生产工艺 的更改 ， 以适应不同车型的 自动焊装。 化 的联网技术而受到普遍应用 ，成 为 目前能够替代现场 ② 电气 控制和分析。 通过在底层安装传感监测设备 ， 总线 的最好 选择 之一 。本论 文 主要 结合 汽车整 车焊 装 实现对流水线焊装 工艺流程 的各个环节 的监测 与控制 ， Ｐ Ｌ Ｃ 自动 化 控 制 流 水 线 生产 控 制 系 统 ，对 基 于 ＿ Ｔ 业 以 太 并通过工艺数据库 的分析 ，实现相关生产工艺参数的 自
设计 ， 在 此 基础 上 给 出了 自动控 制 系统 的结 构 设计 方案 和控 制模 式方 案 ， 重 点从 下 位 机 Ｐ Ｌ Ｃ 自动 控 制 系统 和 上位 机 工
业 以 太 网 网络 系统 两个 角度 详 细设 计 研 究 了系统 的技 术 实现 ， 对 于进 一 步提 高工 业 以太 网在 工厂 流水 线 自动 控 制 系统
第３ ２卷第 ３期
Ｖｏ ｌ ＿ ３２ Ｎｏ ． ３
企 业 技 术 开 发
ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩ ＣＡＬ ＤＥＶＥＬ ０ＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰ ＲＩ Ｓ Ｅ
２ ０ １ ３年 １ 月
Ｊ ａ ｎ Ｉ ２ ０ １ ３
工业 以太 网在 整车 焊 接 流水 线 自 动 化 控 制 系 统 中的应 用
网络通信协议上传到工业 以太 网中进行网络传输 。随着 控 制 。 ． ２ 基 于 工 业 以 太 网 的流 水 线 自动 控 制 系 统设 计 工业 自动 化 技 术 的 日 益 发展 与 进 步 ，很 多工 业 生 产 流 水 ２ ２ ． ２ ． １ 系统 结 构 设 计 线都逐渐提 出了更高的 自动化控制的要求 ，例如要求实
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工业以太网及现场总线技术 在汽车加工业中的发展与应用
彭葵
（神龙汽车有限么，－ａ－ｊ襄樊工厂，湖北襄樊，４４１００４）
摘要：本文介绍了工业以太网与西门子Ｐｒｏｆｉｂｕｓ总线的有机结合，实现自动化、信息化工厂及零件可追溯系统，代表着 汽车机械加工自动化的发展方向。 关键词：工业以太网；ＰｒｏｆｉｂＵｓ
月ＩＪ舌
从网络结构，最多有１２６个节点和２４４字节消息，传输速 率快。 新缸盖线采用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ技术，通过Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ 模块取代价格昂贵的２４Ｖ或０—２０ｍＡ并行信号线。在使 用过程中，其系统的开放性、互可操作性与互用性、现 场设备的智能化与功能自治性和对现场环境的适应性等 优点得到充分体现，节省了硬件数量与投资、安装及设 备维护费用，也提高了系统的准确性与可靠性。 众所周知。以太网是一种可靠的通信标准，它主要 用于商业上的数据处理，各类机构、银行和工业部门之 问广泛的数据文件交换，包括国内的和国际的，这也是 以太网广为应用的缘故。转入工业自动化之后，其应用 主要是解决管理层、生产指挥层和控制层的任务。发展 到今天是用以太网将企业中心和自动化岛屿连接在一 起，而真正的自动化任务是下级的现场总线来解决的。
此短期内《不日能被计算机通信技术取代。日培拄术的
闰２“太目络《接目 ４．２Ｉ业“太月将采集来的信息．通过终端ＰＣ中安 装人机鞍件展示出来．形成垒线设蔷，生产监控系统． 引＾尢太增ｎＴａ场总线的功能．Ｍ者的目Ⅱ融合成为 现场总线技术发展∞主ｉ蔚势，也为自动化控制技术注 ＾了新的活力。
同时大盘数据被终端Ｐｃ存储下来。我们可踟ｉ过定期备
因此，处理好工业以太网与下级ＰＬＣ、ＮＣ、工业智能仪 表之问的接口，是实现无人职守工厂及零件可追溯系统 的关键所在，也是自动化、信息化工厂的发展趋势。
２．现场总线配置
为构架设备监控系统，我们首先利用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ— ＤＰ总线将部分设备连接起来，组成自动化岛屿，自动化 岛屿各设备之间遵循传统自ｇＰＬＣ、ＮＣ等信息交换及设备 控制，然后通过特定的通讯模块连接工业以太网ＨＵＢ，
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结束语
现场总线技术自７睥代诞生§夸．由ｆ它在减步系
统线缆．简化安装、维护和管理．降低系统的投资和运 行成本．增强系统性能等方面的优越性．得到大范围推 广．导致Ｔ自动控箭领域的一场革命。随着计算机同络 技术的不断发雁，计算机技木莲步馥运用ｆ加Ｉ业．自 ｆ目前现场总线在实际ｉ用中有着不可替代的作用．盟
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４．工业以太网现场使用及监控软件
４．１．在建立了若干个自动化岛屿后，可以采用特定 通讯模块，通过工业以太网路由器将各自动化岛屿联系 起来，形成以各岛屿为单位的车问生产线局域网．采集
定义 托盘类型 托盘号 托盘ｘ、Ｙ、ｚ偏差补偿值 日期，辅确到秒 托盘使用计数 零件流水号
地址
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定义 零件英型 零件状态（ＧＯＯＤ、ＮＧ） 零件英型 加工岛中的机床号 托盈号 本机床加工零件教
信息和发送指令。同时通过以太网上终端ＰＣ的人机软 件，实时监控生产线的设备、零件状态，发送命令指 令．控制整个生产线的生产。再进一步可以通过终端 ＰＣ的软件处理，将终端采集的数据发布到工厂网络上 去，结合大型管理软件，实现生产线的远程管理，最终
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图１自动化岛屿示意图 从图１可以看出，ＰＲＯＦＩＢＵＳ总线将ＯＰ７５、ＯＰ８０操 作面板、ＥＴ２００Ｘ联系起来，通过Ｓｉｍｅｎｓ编程及参数配置 完成数据的通讯，形成一个相对独立的自动化岛屿。 ＣＰＵ与ＣＰＵ之问的联系是通过ＣＰ３４２—５通讯接口区来实 现的，我们可以通过配置ＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰ主从站，连接上 以后主ＣＰＵ调用程序ＳＦＣｌ４、ＳＦＣｌ５对数据包进行处理， 从站在程序块ＯＢｌ中调用ＦＣｌ、ＦＣ２建立通讯区，即可完 成参数规定的数据进行发送、接收，完成自动化岛屿内 部的数据交换。 ３．Ｉ
产线的加工情况，极大地提高了零件追溯的精度．减少 不必要的召回损失。例如：零件刻号为３０００６０３ ２１
１，
表示此零件上线时间为２００６年３月２１１３的白班，当天第 ３００个零件。具体定义见表２。 表２ 型理ｊ匿
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日期 月份
Ｄ卡的应用实现零件可追溯
芷 当天生产件披
由于新缸盖零件的加工绑定在托盘上的，是为实现 零件加工的可追溯，以及托盘Ｘ、Ｙ、ｚ方向的自动补 偿，我们在每一个托盘上加装了８Ｋ的ＩＤ卡，实时记录了 每一个托盘及零件的状态，为便于设备读写ＩＤ卡数据。 我们对ＩＤ存储区地址做了详细规定，见表１。 表１
２００４年１０，ｑ，国家颁布了《缺陷汽车产品召回管理 规定》，汽车产品链特点是涉及到的环节多、工序长。 以发动机缸盖为例，从毛坯的上线到成品下线，中间工 序２０多个．涉及设备上百台，一道工序出问题，可能会 造成某批零件存在召回的风险。为减少损失，必须尽可 能精确追溯所有零件，减少召同的汽车数量。随着囡家 法律法规的完善，召回也会越来越严格，因此。自动监 控可追溯系统将是汽车加工发展的趋势。 神龙公司襄樊工厂１６气阀缸盖线是采用高速加工中 心、自动上下料机械手、部分机器人组成的生产线，采 用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ总线、工业以太网技术，使全线设备状态、 零件自动监控，实现零件的可追溯。 １．Ｐ
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ｂｕｓ简介及工业以太网的发
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Ｐｒｏｆｉｂｕｓ是德国９０年代初制定的国家工业现场总 线协议标准．代号为ＤＩＮｌ９２４５。１９９６年成为欧洲标 准，１９９９年底成为国际标准ＩＥＣ６１１５８的组成部分，已被 全世界接受。２００１年１１月，成为第一个进入中国的现场 总线标准，在全世界得到广泛运用。 Ｐｒｏｆｉｂｕｓ根据其应用特点可分为Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ、 ＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＦＭＳ、Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＰＡ三个兼容版本。Ｐｒｏｆｉｂｕｓ ＤＰ是一种工作于１２ＭＢ的Ｒｓ＿＿４８５ Ｉ／Ｏ网络，是一种主一
份完成＾车加工零件整个生命筒期的有教跟踪。如＊要 女看３０００６０３
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１这十零件信息．Ｒ需在零件追溯蜂端
ＰＣ＇ｌ・辅＾此号．即日盎出加Ｉ该军件舶每一十ｇ∞∞信 息．侄ｆ鞭踪分折。设备监控系统如目３．零件遣搦乐 缱Ⅻ目４。
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ＩＤ卡巾标志为ＮＧ，机床也不加工而自动排出，做到防差 错的功能。 零件刚上线时系统自动给了一个序列号，每通过一 台设备加工，设备都将会写入当道工序的状态。记录在 ｌＤ卡中，中间工序将零件的ｌＤ号刻在零件上，唯一的号 有利于零件追溯。同时在最终工位将ＩＤ卡内的信息读出 来，通过零件终端ＰＣ将信息记录在ＰＣ硬盘中，需要时． 可以利用ＰＣ人机软件查询，该零件号所对应的零件在生
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ｕ小自Ｈｏｇ曲崎・Ｈ“Ｗ咖－慨¨一’“＆ｆｋｍ■｝’ｙ＂口唧ｋ曲＾“研‘ｏｔａｗ＂ｔ，，ｍ■ｄ－＾＿Ｗ 将自动化岛屿挂靠在以太网上，组建车间内部的网络， 采集到的信号交工业ＰＣ机处理，最后利用特殊的计算机 人机界面软件实现设备与人的信息交换。 首先介绍通过Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ架设自动化岛，以 ＯＰ７５、ＯＰ８０为例，Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ将三台设备联起来，设 定为一主多从的模式，如图１。 每一道工序都有它的专属区域，例如：Ｍ１００— １２４为ＯＰｌ０．Ｍ１２５一Ｍ１４９为ＯＰｌ５，Ｍ１２５一Ｍ１４９为 ＯＰ２０，Ｍ１２５一Ｍ１４９为ＯＰ３０，等等。当下道工序人口处 ｌＤ读写器读出ＩＤ卡内容时，在程序巾编写有自动校验功 能，如果上道工序没有写入完成信号，机床自动将零件 排出，防止漏工序加工。同时报警提示操作人员。如果