为什么要使用工业以太网网络对时?
工业生产环境的高温、潮湿、空气污浊以及腐蚀性气体的存在,要求工业级的产品具有气候环境适应性,并要求耐腐蚀、防尘和防水。
工业生产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在,需要采取防爆措施保证安全生产。工业生产现场的振动、电磁干扰大,工业控制网络必须具有电磁环境适应性或电磁兼容性(EMC)等。在传统的共享网络中,由于以太网中所有的站点,采用相同的物理介质相连,这就意味着2台设备同时发出信号时,就会出现信号间的互相冲突。为了解决这个问题,以太网规定,在一个站点访问介质前,必须先侦听网络上有没有其他站点在同时使用该介质。如果有则必须等待,此时就发生了冲突。
由于以太网是以办公自动化为目标设计的,并不完全符合工业环境和标准的要求,将传统的以太网用于工业领域还存在明显的不完善。但其成本比工业网络低,技术透明度高,特别是它遵循IEEE802.3协议为各现场总线厂商打开了方便之门。
将共享的局域网进行有效的冲突域划分机制。各个领域之间用交换机连接,减少冲突问题和错误传输。这样可以尽量避免冲突的发生,提高系统的确定性。
高速以太网冲突的发生与负载有关,负载越大,发生冲突的概率越大。提高以太网的通讯速度,可以有想降低网络的负荷。IEEE1588定义了一个在测量和控制网络中,与网络交流、本地计算和分配对象有关的同步时钟的协议(PTP)。此协议并不是排外的,但是特别适合于基于以太网的对时技术,精度可达微秒范围。
它使用时间印章来同步本地时间的机制。即使在网络通信时同步控制信号产生一定的波动时,它所达到的精度仍可满足要求。通过采用这种技术,以太网TCP/IP协议不需要大的改动就可以运行于高度的网络控制系统之中。在区域总线中它所达到的精度超过了现有各种系统。
此外,在企业的各层次中使用基于以太网TCP/IP协议的网络技术有着巨大的优势。