【正文】 功能強大、可靠的網(wǎng)絡(luò)需要有效地傳輸流量，提供冗余和故障快速恢復(fù)功能。但是因為從中心橋到任何網(wǎng)段只有一個路徑存在，所以橋回路被消除。這樣每一個橋都增加它的端口的COST值為它所接收的BPDU的包的COST值，所有的橋都檢測它們的端口的COST值，擁有最低端口的COST值的橋就變?yōu)榱酥付ǖ臉颉?可使用基于web 的網(wǎng)絡(luò)管理 178。 SM(工業(yè)以太網(wǎng)光纖交換機) 為用戶帶來的利益 ：市場占有率高達80%，以太網(wǎng)毫無疑問是當(dāng)今LAN(局域網(wǎng))領(lǐng)域中首屈一指的網(wǎng)絡(luò)。 ◆ PG/PC 上的工業(yè)以太網(wǎng)通訊外理器。但是，在一個透明橋橋接的網(wǎng)絡(luò)里，存在冗余的路徑就能建立一個橋回路，橋回路對于一個局域網(wǎng)是致命的。 IEEE （Spanning Tree Algorithm，STA），這是一種確保轉(zhuǎn)發(fā)循環(huán)永遠(yuǎn)不會發(fā)生的機制。主交換機(Local)會定期發(fā)送配置信息，這種配置信息將會被所有的從交換機（Remote）發(fā)送。當(dāng)設(shè)計此協(xié)議時，這種停機還是可接受的，但是當(dāng)前的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用（如語音和視頻）卻要求更快速的網(wǎng)絡(luò)融合。 TCN 的接收使網(wǎng)橋?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)表中的所有內(nèi)容快速失效，而無論網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否受到影響。 圖 2 圖 2 介紹了將端口轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)發(fā)前達成的協(xié)定 / 建議握手。 多生成樹協(xié)議 在 Cisco MISTP[ 多實例生成樹協(xié)議 ] 的推動下， MST 通過將一些基于 VLAN 的生成樹匯聚入不同的實例，并且每實例只運行一個（快速）生成樹，從而改進了 RSTP 的可擴展性。 MST 可以與傳統(tǒng)和 PVST+ 交換機互操作。以太網(wǎng)也必須建立冗余。讓您的自動化系統(tǒng)保持正常工作。正是由于CSMA/CD的工作原理，造成數(shù)據(jù)傳輸有可能經(jīng)歷不可預(yù)見的延時，甚至長時間無法發(fā)送的情況。實際上，VLAN就是一個廣播域，不受地理位置的限制，可以根據(jù)部門職能、對象組和應(yīng)用等因素將不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)用戶劃分為一個邏輯網(wǎng)段。近年來，由于國際現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作沒有達到人們理想中的結(jié)果，以太網(wǎng)及TCP/IP技術(shù)逐步在自動化行業(yè)中得到應(yīng)用，并發(fā)展成為一種技術(shù)潮流。IEEE —邏輯鏈路控制LLC。而internet協(xié)議族TCP/IP還包含了與這兩個協(xié)議有關(guān)的其它協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）、地址轉(zhuǎn)化協(xié)議（ARP）和互連網(wǎng)控制報文協(xié)議（ICMP）。?PROFIBUSPA也是設(shè)備層總線，具有IEC611582的物理層，可實現(xiàn)總線供電，并有本質(zhì)安全技術(shù)。因此，現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)之爭，給了以太網(wǎng)進入自動化領(lǐng)域一個難得的機會。D. 編碼：異步 NRZ、位同步曼徹斯特編碼等。(2) 如何滿足實時性和確定性要求? 提高帶寬、減少碰撞是最直接的辦法，有一定效果；但“盡量的快”和“一定快”是不同的。簡單地說，你的項目最適合使用什么技術(shù)就采用什么技術(shù)。（2） 一體化與多元化并存：面對這樣一個多種工業(yè)總線技術(shù)并存的現(xiàn)狀，我們應(yīng)該有一個豁達的心態(tài)。通常報文格式如下:報文格式傳輸效率=有效數(shù)據(jù)長/[全部附加字段長+有效數(shù)據(jù)長]以太網(wǎng)全部附加字段長=26字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長=1500字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長=1字節(jié)（小于46時填0）最大傳輸效率=1500/（1500+26）=%最小傳輸效率=1/（1+26+45）=% 現(xiàn)場總線PROFIBUS全部附加字段長=11字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長=244字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長=1字節(jié)最大傳輸效率=244/（244+11）=%最小傳輸效率=1/（1+11）=%工業(yè)網(wǎng)典型傳輸數(shù)據(jù)量（字節(jié)）傳輸效率工業(yè)網(wǎng)典型傳輸數(shù)據(jù)量（字節(jié)）傳輸效率8%8%16%16%24%24%32%32%4040%48%48%56%56%64%64%128%128%以太網(wǎng)與PROFIBUS參數(shù)比較(3) 現(xiàn)場設(shè)備信息規(guī)范及功能規(guī)范 現(xiàn)場設(shè)備信息格式及功能描述規(guī)范稱為”行規(guī)”(Profile), 行規(guī)可有效實現(xiàn)各種現(xiàn)場設(shè)備應(yīng)用層互聯(lián)。4. 以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術(shù)的比較(1) 物理層現(xiàn)場總線A. 傳輸介質(zhì)：多數(shù)采用屏蔽雙絞電纜（RS485）、光纖、同軸電纜，以解決長線傳輸、數(shù)據(jù)傳輸速率和電磁干擾等問題。 自動化行業(yè)將面臨一個多種總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并存的現(xiàn)實世界。即要求應(yīng)用數(shù)字通信技術(shù)實現(xiàn)工廠信息縱向的透明通信。IEEE —無線局域網(wǎng)。因此: 以“以太網(wǎng)”為技術(shù)原形，本質(zhì)特點是采用CSMA/CD 的介質(zhì)訪問控制技術(shù)。AGE，Kuka及Phoenix Contact等公司在2000年3月成立了IDA（Interface for Distributed Automation）組織，致力于開發(fā)一種基于Ethernet TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)化的開放的通信接口。即使是交換式以太網(wǎng)，由于一個端口是一個沖突域，在半雙工情況下仍不能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。CSMA/CD協(xié)議，即“帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問”。該機型環(huán)網(wǎng)設(shè)置已經(jīng)高度智能化，無須現(xiàn)場PC設(shè)置，智能確認(rèn)開關(guān)的使用既使得網(wǎng)絡(luò)工程師的現(xiàn)場操作簡單，又確保通訊系統(tǒng)安全可靠。然后， PVST+ 域接收 IST 上發(fā)送的 BPDU ，并選擇交換機 B 作為 VLAN 2000 的根交換機（注：交換機 B 是 IST 的根。 IST 連接所有 MST 網(wǎng)橋，并從邊界端口發(fā)出、作為貫穿整個網(wǎng)橋域的虛擬網(wǎng)橋。 由于這種握手機制不依賴計時器，因此它可以快速地傳播至網(wǎng)絡(luò)邊緣，并在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變更后迅速恢復(fù)連接。根或指定端口在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中發(fā)揮著積極作用，而替代或備份端口不參與主動拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 在 RSTP 中，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變更只在非邊緣端口轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)時發(fā)生。只有采用SupremeRing協(xié)議才是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的最佳冗余機制。交換機之間用HELLO包通信，在主交換機上動態(tài)選擇主鏈路和備份鏈路。然后沿著這條路徑，下一個橋增加它的配置端口COST為一個值，這個值是它接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包到下一個網(wǎng)段的值。 符合SNMP(簡單的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議) 178。 ESM(工業(yè)以太網(wǎng)電氣交換機) 通用的兼容性允許用戶無縫升級到新技術(shù)。 通過不斷的開發(fā)提供了持續(xù)的兼容性，因而保證了投資的安全。用于將PG/PC連接到工業(yè)以太網(wǎng)。它會帶來如下問題： 因此，在交換網(wǎng)絡(luò)中必須有一個機制來阻止回路。 STA使用網(wǎng)橋協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Bridge Protocol Data Units，BPDU），自動配置網(wǎng)橋上處于轉(zhuǎn)發(fā)或阻塞狀態(tài)的獨立端口。一旦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)將會重新配置。 為加速網(wǎng)絡(luò)融合并解決與生成樹和虛擬 LAN （ VLAN ）交互相關(guān)的地址可擴展性限制的問題， IEEE 委員會開發(fā)了兩種新標(biāo)準(zhǔn)：在 IEEE 中定義的快速生成樹協(xié)議（ RSTP ）和在 IEEE 中定義的多生成樹協(xié)議（ MST ）。相形之下， RSTP 則通過明確地告知網(wǎng)橋，溢出除了經(jīng)由 TCN 接收端口了解到的內(nèi)容外的所有內(nèi)容，優(yōu)化了該流程。當(dāng)鏈接激活時，“ P1 ”和“ P2 ”都成為處于放棄狀態(tài)的指定端口。為確定 VLAN 實例的相關(guān)性， 引入了 MST 區(qū)域概念。思科實施定義了 16 種實例：一個 IST （實例 0 ）和 15 個 MSTI ，而 則支持一個 IST 和 63 個 MSTI 。單環(huán)冗余 環(huán)狀拓?fù)錇榻⑷哂嗑W(wǎng)絡(luò)提供了一個設(shè)計簡單、成本低廉的解決方案（圖1）。Carat50工業(yè)以太網(wǎng)交換機采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，最大學(xué)習(xí)8000個地址，其每個端口均可連接多個獨立的物理網(wǎng)段。而且，以太網(wǎng)的整個傳輸體系沒有有效的措施及時發(fā)現(xiàn)某一節(jié)點故障而加以隔離，從而有可能使故障節(jié)點占用總線而導(dǎo)致其它節(jié)點傳輸失敗。局域網(wǎng)交換機的每一個端口只能標(biāo)記一個VLAN，同一個VLAN 中的所有站點擁有一個廣播域，不同VLAN之間廣播信息是相互隔離的，這樣就避免了廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。 以太網(wǎng)在自動化行業(yè)中的應(yīng)用應(yīng)該區(qū)分為兩個方面問題，或者說兩個層次的問題。最高層協(xié)議與任何一種局域網(wǎng)MAC子層的接口。由于TCP/IP是internet采用的協(xié)議組，所以將TCP/IP體系結(jié)構(gòu)稱作internet體系結(jié)構(gòu)。 ?PROFIBUSFMS車間級現(xiàn)場總線，主要用于車間級設(shè)備監(jiān)控。積極推進這種技術(shù)概念的如法國施耐德公司，面向工廠自動化提出了基于以太網(wǎng)+TCP/IP的解決方案，稱之為“透明工廠”。E. 傳輸速率：~12M 以太網(wǎng)A. 傳輸介質(zhì)：UTP3類線、UTP5類線、 屏蔽雙絞電纜、光纖、同軸電纜, 無線傳輸?shù)慕鉀Q方案。近年來，以太網(wǎng)在CSMA/CD技術(shù)基礎(chǔ)上也有一些改進，如應(yīng)用智能集線器、交換機技術(shù)等，但沒有從機理上保證通信的實時性和確定性。（1） 車間級生產(chǎn)信息集成更適合使用以太網(wǎng)理由如下：A. 多數(shù)加工設(shè)備具有RS232接口:如條碼機, 專用工設(shè)備。在以太網(wǎng)能夠真正解決實時性和確定性問題之前，大部分現(xiàn)場層仍然會首選