西门子工业以太网 PROFIBUS-DP通讯电缆

             工业自动化领域的现状是PLC系统，DCS仍然在许多行业有着广泛的应用；FCS已逐渐被大家认可，并以每年30％的增长率快速发展；而工业以太网控制系统则日趋完善，并有望解决控制系统对网络实时性和确定性的要求，实现工业网络控制标准的终统一。1.2.2 工业网络的特点

网络技术的产生对工业控制来说有以下优点：安装布线方便，模块化，易于诊断，自我建构，企业化管理。虽然工业控制网络有这些优点，但实际上工业控制网络的进展却远不及商业网络，主要原因有二，其一，工业网络标准太多：各厂商从自身利益考虑会极力推行自己的网络标准。不同的网络协议针对特定的应用领域，因而具有各自的特点，各有其存在的环境和价值。而且新的协议还在不断地产生，这样用户往往无所适从，担心一旦选用了一种协议后，会被某些厂商钳制。其二，网络化所必须增加的成本对用户来讲往往是一项沉重的负担。所以直到现在，具有网络接口的元件还很少，运动控制器也是如此。

工业网络是指安装在工业生产环境中的一种全数字化、双向、多站的通信系统。具体有以下三种类型：1.专用、封闭型工业网络

该网络规范是由各公司自行研制，往往是针对某一特定应用领域而设，效率也是高。但在相互连接时就显得各项指标参差不齐，推广与维护都难以协调。专用型工业网络有三个发展方向：

1）走向封闭系统，以保证市场占有率。

2）走向开放型，使它成为标准。

3）设计专用的网关（Gateway）与开放型网络连接。2.开放型工业网络

除了一些较简单的标准是无条件开放外，大部分是有条件开放的，或仅对成员开放。生产商必须成为该组织的成员，产品需经过该组织的测试、认证，方可在该工业网络系统中使用。

西门子工业以太网 PROFIBUS-DP通讯电缆

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3.标准工业网络

符合IEC61158、IEC62026、ISO11519或欧洲标准EN50170的工业网络，它们都会遵循ISO/OSI7层参考模型。工业网络大都只使用物理层、数据链路层和应用层。一般工业网络的制定是根据现有的通信界面，或是自己设计通信IC，然后再依据应用领域设定数据传输格式。例如，DeviceNet的物理层与数据链路层是以CANbus为基础，再增加适用于一般I/O点应用的应用层规范。

目前，IEC61158认可的八种工业现场总线标准分别是：Fieldbus Type1、PROFIBUS、ControlNet、P-NET、Foundation Fieldbus、SwiftNet、WorldFIP和Interbus。

1.2.3 工业网络的架构

现有的工业控制网络可以根据其应用场合的不同分为以下几种：

1）SensorBus：低阶网络，通常用来连接低阶的传感器、执行器等现场设备，传输数据量少，例如AS-i、Interbus-S。

2）DeviceBus：它界定的范围广，只要是能对网络化设备提供通信或诊断功能的都属于这种类型。例如CANOpen、DeviceNet、LonWorks、PROFIBUS-DP。

3）FieldBus：通常是架构在Devicebus之上，用来传输大批量的数据，但传输速度较慢。有的也提供一些设备终端控制的功能，例如WorldFIP、Foundation Fieldbus、PROFIBUS-PA。

4）ControlBus：提供高阶控制设备（例如PLC，CNC）间的对等网络通信（Peer-to-Peer），例如ControlNet。

5）EnterpriseNet：企业的骨干网络，一般为Ethernet TCP/IP。

这五类网络的连接方式是，先将同一类型的网络串接起来，然后再把不同类型的网络通过Gateway连接起来。

工业控制经历了早期单一设备简单的I/O，后来增加模拟量的采集和逻辑控制功能，接着，20世纪80年代中期产生的现场总线，将智能现场设备和自动化系统以全数字式、双向传输、多分支结构的通信控制网络连接，使工业控制系统向分散化、网络化和智能化发展成为可能，使工业控制系统的体系结构和功能结构产生重大变革。

西门子工业以太网 PROFIBUS-DP通讯电缆

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现场总线IEC61158经过10多年的争论和斗争后，放弃了其制定单一现场总线标准的初衷，终发布了包括10余种总线的，如PROFIBUS、ControllerLink、FF、WorldFIP、Interbus、DeviceNet等。这说明各大总线各具特点、不可互相替代的局面得到世界工控界的认可。

与之相对应，传统意义上的以太网优点在于已有巨大的网络基础和长期的经验知识，同时以太网具有性价比较高、初始成本和运营成本均较低、扩展性好、容易安装开通以及高可靠性等特点。

特别是近些年，以太网技术已有重要变化和突破（完善的LAN交换，星形、环形乃至混合网络布线，大容量MAC地址存储等），与传统的以太网相比，其面貌已大为改观，从共享媒质转向了枢纽或星形结构并采用LAN交换后，实现了计算机间的信息隔离。更重要的是使以太网从此转向全双工传输，消除了链路带宽的竞争和潜在的碰撞机会。加上以太网通信速率的大幅度提高，大大消除了以太网通信的不确定性，提高了以太网通信的实时性和QoS（ of Service，服务质量）。特别是实时工业以太网的出现，进一步保证了网络的传输性能。由于采用专用的无碰撞全双工光纤连接，还可以使以太网的传输距离大为扩展。同时工业自动化系统向分布式、智能化的实时控制方面发展，使通信成为关键，用户对统一的通信协议和网络的要求日益迫切。