工業以太網和CAN現場總線比較

• 1. 工業以太網的優勢及存在問題
• (1)優勢
• 基于TCP / IP的以太網是一種標準開放式的網絡,由其組成的系統兼容性和互操作性好,資源共享能力強,可以很容易的實現將控制現場的數據與信息系統上的資源共享;數據的傳輸距離長、傳輸速率高;易與Internet連接,低成本、易組網,與計算機、服務器的接口十分方便,受到了廣泛的技術支持。
• (2)存在問題
• 以太網采用的是帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問協議(CSMA /CD) ,無法保證數據傳輸的實時性要求,是一種非確定性的網絡系統; 安全可靠性問題,以太網采用超時重發機制,單點的故障容易擴散,造成整個網絡系統的癱瘓;對工業環境的適應能力問題,目前工業以太網的魯棒性和抗干擾能力等都是值得關注的問題,很難適應環境惡劣的工業現場;本質安全問題,在存在易燃、易爆、有毒等環境的工業現場必須要采用安全防爆技術;總線供電問題。在環境惡劣危險場合,總線供電具有十分重要的意義。
• 2. CAN現場總線的特點及局限性
• (1)特點
• CAN現場總線的數據通信具有突出的可靠性、實時性和靈活性。主要表現在CAN為多主方式工作; CAN總線的節點分成不同的優先級;采用非破壞仲裁技術;報文采用短幀結構,數據出錯率極低;節點在錯誤嚴重的情況下可自動關閉輸出。
• (2)局限性
• CAN現場總線作為一種面向工業底層控制的通信網絡,其局限性也是顯而易見的。首先,它不能與Internet互連,不能實現遠程信息共享。其次,它不易與上位控制機直接接口,現有的CAN接口卡與以太網網卡相比大都價格昂貴。還有, CAN現場總線無論是其通信距離還是通信速率都無法和以太網相比。
• 3. 工業以太網和CAN現場總線的網絡協議規范比較
• 工業以太網和CAN現場總線的網絡協議規范都遵循ISO /OSI參考模型的基本層次結構。工業以太網采用IEEE802參考模型,相當于OSI模型的最低兩層,即物理層和數據鏈路層,其中數據鏈路層包含介質訪問控制子層(MAC)和邏輯鏈路控制子層(LLC) 。CAN現場總線的ISO /OSI參考模型也是分為兩層,并與工業以太網的分層結構完全相同,但是二者在各層的物理實現及通信機理上卻有很大的差別。工業以太網和CAN現場總線的各層在具體網絡協議實現上的分析比較如下表所示。