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        淺談以太網通信相較串口通訊的幾點優勢2022-05-23

        RS-232串口作為電子設備與計算機以及電子設備之間最早的通信手段現在還廣泛的應用于工業控制領域,而RS-485總線作為彌補RS-232串口通信技術通信距離短,只能支持點對點數據通信等缺點產生的通信技術同樣廣泛的應用于工業控制領域。隨著信息社會對于工業自動化的要求不斷提升,以及工業自動化程度的不斷加深,由于RS-232串口支持點對多點通信,通信距離小于15米,而RS-485總線技術則通信距離為1200米,由于采用一主多從的通信模式,從設備接收發送數據都需要等待控制主機的指令,而RS-485總線技術用于長距離通信的波特率不能高于110Kbps,對于大數據量并且 實時性要求高的通信任務則難以滿足需求。原有的基于RS-232/485串口通信的工業控制系統越來越不能滿足工業控制領域現實的需求。

        隨著以太網技術以及互聯網在社會生活各個領域的發展,工業以太網技術現在也正在逐步的深入至工業現場控制領域,原先的工業控制網絡基本上是由現場總線一統天下,現在由于以太網技術在辦公系統的普及應用以及互聯網技術的不斷發展,工業以太網技術開始逐步的滲入到工業控制網絡的信息層和控制層,而工業控制網絡的設備層現在還基本上現場總線技術作為主要通信手段,所以現在工業控制網絡現在還處于現場總線技術和工業以太網技術混合使用的過程當中,讓這些利用現場總線技術通信的設備連接至工業以太網則非常必要,而工業控制現場領域RS-485總線設備以及RS-232串口設備具有相當的占有率,將串口設備連接至工業以太網具有相當的重要性。

        通過工業以太網技術作為通信手段相比RS-232/485串口通信技術具有以下幾個優勢:

        1、以太網設備的配置更加靈活方便,多個RS-232串口設備與計算機通信一般都是在計算機PCI插槽上通過多串口卡或者通過USB串口連接USB轉串口集線器來實現RS-232串口的擴展,每個計算機的PCI插槽或者USB接口都是有一定的數量限制,從而使得與計算機通信的RS-232串口設備的數量受到相應的限制。而RS-485總線雖然布線簡單,負載設備多,通信距離可以達到1200米,但是其布線必須采用手牽手菊花鏈拓撲結構,在RS-485總線上增加設備需要將線路布設過去或者通過增加485中繼器或者485集線器來解決布線問題,而以太網則不同,只要是有網絡信息口的地方,就可以直接將相關的以太網設備連線接入以太網,而且接入設備的數量基本上是沒有限制的。

        2、支持熱插拔工作,能夠在系統工作的時候配置相關設備,無需停止系統工作。比如計算機需要增加多串口卡以擴充RS-232串口數量的時候,需要將計算機停機并打開機箱才可以增加多串口卡,同樣的道理,在RS-485總線上添加相應的485設備的時候,也是需要將線路中斷才可以增加相應的設備,而在以太網上增加相應的以太網設備,只需要在附近的信息口上接上網線就可以,再通過計算機上的相關軟件進行配置就可以正常工作。

        3、簡單易用,后期的維護方便簡捷,不管是RS-232設備還是RS-485總線通信一般都是只與單臺計算機進行通信,很難形成雙服務器冗余熱備份系統,而在以太網上可以非常容易的配置雙服務器冗余熱備份系統。同樣的道理,基于RS-232串口通信或基于RS-485總線通信,不能形成冗余鏈路,一旦出現問題就可能整個系統崩潰,特別是RS-485總線,在RS-485總線上出現問題(比如短路),很容易導致整個系統不能使用,而且在RS-485總線上查找故障點非常困難,需要一個一個的去排查。而基于工業以太網作為通信手段則可以避免類似問題,采用工業以太網交換機布設環形冗余鏈路的工業網絡,一旦某個鏈路出現問題,可以在20ms之內自愈恢復并及時告警提示維護。

        4、高擴展性和高擴充性,非常適應彈性布線。前文所述,以太網設備使用熱插拔工作以及配置靈活方便,采用以太網作為通信手段可以沒有距離上和數量上的限制,RS-485總線通信距離為1200米,可以通過增加485中繼器或者通過光纖modem轉換為光信號通過光纖傳輸從而達到延長通信距離的作用,但是傳輸距離總是有一定的限制,而通過以太網可以連接至互聯網,通過互聯網可以在世界任何一個有網絡連接的地方進行數據交換,同樣的,RS-485總線長距離通信的最大速率為110Kbps,而現在快速以太網(100M)已經基本普及,千兆以太網則正在逐步進入工業控制領域,所以以太網的通信容量以及在以太網上通信的設備數量基本上沒有任何限制。

        5、通過以太網通信實現真正的“管控一體化”,隨著工業控制自動化程度以及辦公系統自動化程度的加深,現在提出了工業控制領域“管控一體化”的目標,也就是說工業控制系統與辦公自動化系統能夠緊密結合,信息互通有無實現無縫對接。由于現在辦公系統都是基于以太網進行數據交換,所有的軟件都是基于以太網運行,與以太網設備通信無需作任何修改,可以直接與之通信,能夠快速的將工業控制網絡中的以太網設備的相關數據整合進辦公自動化系統。

        來源:移星科技

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