文档介绍：解决以太网协议实时性的几种方案摘要以太网技术以其低成本、高速、高稳定性和高可靠性的优点,正逐渐向工业现场控制领域发展,但是由于以太网技术在工业现场通信方面不能满足实时性的要求,因此就诞生了许多实时以太网技术的解决方案。本文主要介绍现今比较流行的几种实时以太网协议,以及它们如何在工业以太网的基础上对协议进行改进,以满足工业现场对实时通信的要求。 1 概述在工业控制系统中,现场总线技术的发展使智能现场设备和自动化系统以全数字式、双向传输、多分支结果的通信控制网络相连,使工业控制系统向分散化、网络化和智能化发展。但是由于各类现场总线标准之间的不可兼容性无法实现统一,阻碍了现场总线技术的发展。另一方面,以太网技术作为垄断办公自动化领域的通信技术,以其通用性、低成本、高效率、高可靠性和高稳定性等诸多优势,得到了工控界越来越多的关注和认可。用以太网技术来实现从管理层到工业现场层的一致性通信,人们****惯上将应用到工业领域的以太网技术称为“工业以太网”。工业数据通信网络与信息网络不同,工业数据通信不仅要解决信号的互通和设备的互连,而且需要解决信息的互通问题,即信息的互相识别、互相理解和互可操作。所谓信号的互通,即两个需要互相通信的设备所采用的通信介质、信号类型、信号大小、信号的输入/输出匹配等参数,以及数据链路层协议符合同一标准,不同的设备能连接在同一网络上实现互连。如果仅仅实现设备互连,但没有统一的高层协议(如应用层协议),那么不同设备之间还是不能相互理解、识别彼此所传送的信息含义,就不能实现信息互通,也就不可能实现开放系统之间的互可操作。互可操作性是指连接到同一网络上、不同厂家的设备之间,通过统一应用层协议进行通信与互用,性能类似的设备可以实现互换。这是工业数据通信网络区别于一般IT网络的重要特点。对工业控制来说,还有一个很重要的区别就是实时性。实时性的一个重要标志就是时间的确定性,通信时数据传输时间不是随机的,而是可事先确定的。一个事件发生后,系统在一个可准确预见的时间范围内做出反应。反应速度由被控制过程来决定。对于高传动性的系统,实时性的要求就要更高了。虽然以太网具有比现场总线高许多的传输速率,但是却不能保证实现控制设备间的实时通信。这主要是因为标准的以太网协议是以CSMA/CD(ess/CollisionDetection,载波*多路访问/冲突检测)技术为基础的,网络上的各工作站对总线进行“*”以确认总线是否空闲。如果空闲,它们就开始发送数据。如果两个工作站同时试图发送数据,冲突就产生了。在这种情况下,访问机制首先确保工作站停止传输数据,而后根据预定义的随机选择算法,工作站再次尝试发送数据。这个过程一直重复直至冲突消失。上述机制保证了数据的安全发送,可是从确定性行为的角度来看,这却是一个很大的障碍。它允许数据传输时间可被任意推迟,也就不能实现数据的实时通信。要想使以太网技术在不改变其现有标准的前提下更好地应用到工控领域,就要找到一种解决方案来解决这个问题。为此,各大公司开始研究基于以太网的通信的实时性问题,并各自提出了不同的解决方案。有些成果已得到了工业现场标准委员会的认可,并写入新的标准中。下面就介绍几种解决方案,看他们是如何保证通信实时性的。 2 几种解决方案分析  Powerlink Powerlink所采用的解决方法。Powerlink是以快速