以太网技术与应用，应用以太网技术是什么，应用以太网技术有哪些

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    TCP/IP 技术与那些源于工业本身的通信协议不一样，它最初并非一种工业协议。以太网作为一种网络技术，在很长时间里都在我们身边被应用着，它已经发展成为一种能够在不同平台间进行广泛且便捷的信息访问的重要方式。以太网是构建因特网的基础性技术，历史久远且应用广泛，容易被非专业工程技术支撑人员掌握，是成本较低的网络技术方案。以太网技术能够让信息在网内传递，尤其还支持跨网络边界的信息传递，所以它也成为了工业环境下重要的通信工具。

    IP 是对现有商用以太网技术的一种工业拓展。它在商用以太网的基础上采用了通用工业协议（CIP）。CIP 与协议中所用的上层协议以及对象模型是一致的。CIP 使得产品开发员、系统集成商和最终用户能够为来自多个供应商的设备建立相同的对象和描述文件，从而让设备之间具备即插即用的互操作性。

    开放式设备网络供货商协会（ODVA）是基于 CIP 的网络技术的支持和推广组织，它是一个国际性组织，由多个自动化厂商组成，其中包括罗克韦尔自动化。ODVA 管理基于 CIP 的开放技术的开发工作，并通过工具、培训和市场活动等手段为制造商和用户提供相应的 CIP 技术支撑。

    ODVA 提供产品一致性测试。此测试有助于确认产品符合 CIP 协议规范。并且能使产品在多个供应商系统上顺利运行。

    以太网在生产线上的优势

    生产设备通信不便会导致生产线上出现问题。IP 的优势在于能在恰当的时间和地点传递正确信息并进行正确控制。商用以太网技术在网络健壮性方面不如某些技术，在扩展性方面也比不上某些技术。IP 在网络连接过程中很好地弥补了商用以太网技术在网络健壮性和扩展性这两方面的不足。IP 实现了设备在更宽网络中即插即用的连接，所以通过 IP 连接的系统能够利用标准的 Web 浏览器来传递诊断信息。比如，当传动装置的警告或故障信号被触发时，相应的文本通知消息就可以通过 IP 传送到寻呼机或移动电话上。

    因为它无需安装众多现场 I/O 模块机架，也节省了遍布各处的通信线缆。离散的或点对点连接的传动设备，需要众多的离散和模拟 I/O 模块，并且需通过电缆与控制面板相连以及实现面板间的互连。在安装过程中，用户也必须花费时间去弄清楚连线的状况。日后若 I/O 运行出现问题，用户就得重新对连线进行识别。而利用/IP 网络技术，就能够避免上述这些问题。

    以太网借助管道和中继技术，用一条单独的电缆替代了众多的接线。众多的传动设备能够通过这条电缆实现联网。一旦构建起以太网连接，对设备进行功能测试就变得十分容易，用户只需从任意一台 PC 上直接“Ping”一下想要测试的设备就行。

    软件工具为用户赋予一个系统的可视化窗口，让用户能够全面访问计量数据、诊断值、配置参数和故障信息等。用户因为能及时看到这些信息，所以现场人员就有时间在生产线问题影响后续流程之前对其进行更正和处理。此外，如果出现系统故障，维修人员会及时获得故障信息，这有助于解决问题。

    当传动装置或电机装置的运行即将超出设定参数范围时，传动装置软件或控制器软件会立刻向用户发出通知，让用户知晓这种情况。该传动配置软件能够给现场人员发送 E-mail 警报或页面警报，其选项有：在问题发生前发送；在问题或故障发生后发送；在警报或故障清除后发送。E-mail 信息中会有一个超级链接，点击这个链接就能自动生成一个 Web 浏览页面，接着可以直接联系到发出警报的传动装置。

    IP 软件为第一线设备支持直接提供了有用工具，也为机械制造商提供了高效低成本的故障检修方法，使他们更易签定技术支撑合同。这种在线维护能力节省了用户成本，让工程师无需在广阔现场区域四处巡视、维修和调校系统设备。

    稳定可用的无线以太网技术能让设备的生命周期维护变得更简单，维护人员能够自由地在线漫游到出现问题的任何地方。安装在移动电脑或手持设备上的一块无线以太网卡，以及工厂现场的无线访问接入点，是保持无线网络连接的必要条件。如此一来，移动电脑在提供问题报警手段的同时，也充当了修复问题的工具。

    /IP协议应用于采矿过程

    采矿行业的自动化设备倾向于运用开放性标准，以此为设备赋予开放网络通信的优势以及实现互操作性。

    David Reid 是澳洲昆士兰先进技术研究中心的一位高级研究员，他专门从事 CSIRO 的勘探采矿技术。Reid 正在努力通过采矿应用中的实时自动化（RTA）技术，来达成采矿设备标准化控制的目标。为了完成这一任务，他选取了/IP 协议。

    作为自动化项目的一部分，我们引进了一些使能技术。其中有相当一部分是军事专用的惯性导航系统，还有坚固耐用的无线以太网产品。Reid 表示，地下的采矿环境极为恶劣，通常采用标准技术。所以在采用新技术方面，采矿业比通用行业落后一些。

    为应对地下的恶劣环境，90t 重、50 英尺长的自动化剪煤机安装了惯性导航系统。自动化剪煤机在地下的移动速度能达到 50 英尺/min 以上。所以这种移动剪切机上的导航系统需封装在一个金属盒子里。这个金属盒是用至少 35mm 厚的固体金属板材焊接而成的，之后被焊在或铆在剪切机上。

    Reid 谈到，我们需要一种通信和控制标准。这种标准能实现现有设备与新设备之间的互操作。同时，它还能满足采煤业用户对非专有的开放系统的需求。

    这一采矿业的标志性项目获得了澳洲采煤行业协会的资金支持。CSIRO 研发的技术以及 RTA 要适用于多家供应商提供的多种采煤设备，所以他们从众多协议里挑选了/IP。他们做出这样的选择主要是因为以下这些原因：

    项目最初的需求不算多，不过之后会频繁出现新的需求。比如，最终很有可能需要在设备上安装工业相机。

    条件监测会收集环境变化的数据，并且这会牵涉到大量的文件信息进行传输。

    系统包含通用的硬接线式以太网。CSIRO 计划采用无线以太网来实现移动剪切机的大范围通信。相比而言，无线电波比电缆更能适应这种恶劣环境。

    Reid 先生说，工程队伍在与有名的设备装置打交道时，倾向于选择一种由厂商提供的简单的 TCP/IP 协议。然而，他们避免了这样的结果，因为他们希望保持系统将来的开放性、可扩展性和易维护性。CIP 协议的优势已经得到了证明，并且这个协议规范是公用的，可以得到广泛支持。

    该项目需要一台中央过程控制器充当/IP 中央服务器。现有的设备，像剪切机、防渗漏支持系统以及惯性导航系统等，都将作为/IP 服务器。

    原载MM《现代制造》杂志(