工业以太网应用设计工厂生产层方案必须了解

　　办公室的络拓扑布局其实不适用于工厂生产层，那里采用的是工厂/机器的以太拓扑布局。办公室以太的基础架构通常是由商业级的产品构建，它们在恒温的环境和星型拓扑构建的交换络中可以很好地发挥作用；而与此不同，工业以太架构常常要面对多变的意外情况，因此需要具有一些额外的功能，例如高速冗余等。工业以太会采用多种不同的拓扑络布局方式(星型、环型、树型、线型)，并使用屏蔽电缆、金属接头，具有更高的耐热耐震性能。另外，工业以太的交换机一般由相应的自控系统集成商负责配置和保护。

　　2. 通信协议

　　对控制系统集成商来讲，最要紧的是要认识到以太只是一个络架构，要使它能够在自控装备间实现通讯，所以你需要一个工业级的通信协议。IEEE 802. 以太标准定义了接线方式、数据读写规则和以太架构的结构。虽然使用这个络标准的不同装备可以在同一段里实现通讯，但前提条件是它们必须采用相同的络协议，或说“通讯语言”。Profinet是一个专为工业运用设计的通信协议，它为分布式I/O、机器与机器间的连通性、机器的安全性和动作控制提供了相应的功能。

　　. 处理能力

　　这不是单纯地由络速度的快慢决定的，而是如何快速精确地将数据传输到它该去的地方。络的处理能力毫无疑问是最关键的因素之一，它的衡量标准是单位时间内的络数据传输量。而唯一能改进这1性能的方法就是减少通讯堆栈中循环周期的次数。Profinet通信堆栈中的循环周期次数比一个标准的以太 TCP/UDP工具要少十几倍。这是由于，Profinet为一些对时间有刻薄要求的重要工作专门设置了一个以太实时通道，而与此同时，它的配置、诊断、路由以及“大容量数据传输”的通信都通过标准TCP/IP通道完成。

　　4. 络配置

　　络的设置简单是一方面，但更重要的是，实现通讯的编程工作绝对不能太复杂。Profinet能够通过配置而不是编程，来实现设备间的通信。通过一种对象呼应的配置设备之间内部通讯的方法，而不是传统的编程调试的方法，系统集成商和最终用户能够节约至少25%的建设和调试试车的时间。

　　5. 先期计划

　　仅斟酌眼前的运用是不够的，当前的以太必须能满足将来所有可能的应用需要。Profinet使用户能依照自己的步调，只采用单一的以太络，就能实现一个高度集成的、适用于不同控制功能(如点对点通讯、分布式I/O、机器安全性、动作控制和数据采集)的自控系统。它一样也为今后可能的扩展进行了准备。

　　6. 旧系统改造

　　工业以太的要素其实不仅仅局限于以太本身，如何与现有络和不同供应商提供的机器集成并正常工作，是必须要斟酌的问题之一。既然Profinet使用的是标准以太交换机，并采取TCP/IP的协议组件，那末基于Profinet的系统应该能适用全部自控络，而不需要另外增加高端交换机或者特殊的功能，例如IGMP snooping和VLAN。Profinet同时也提供了将不同供应商的产品接入同一络的解决办法。通过XML，它将每个机器作为一个部件来处理，相对独立于内部核心的控制系统，这就是以部件为控制单位的自动化概念。

　　7. 费用

　　对工业以太络来说，最重要的费用支出并不是构建络的组件，而是设计、安装和保护的部份。Profinet和其他类似的工业以太构架采用IT技术的成果，例如OPC和SNMP，来监视和显示络的状态。另外，它的诊断功能能够将络的状态直接在包括plc和SCADA系统在内的自控系统上反映出来。这样组态设置和故障查找都可以在中央控制室内完成，大大简化了操作。