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高尔夫的农民 - 2007-4-5 0:52:00
(1) 实时性
实时性主要通过响应时间和循环时间来反映。以太网虽然在商业领域得到了广泛的应用,但用标准的UDP或TCP/IP协议与Ethernet一起来构建智能小区控制网络是有一定困难的。这主要是困为以太网的媒介访问控制协议——CSMA/CD有无法预见的延迟特性。网络每个节点要通过竞争来取信息包的发送权:节点监听信道,只有当发现信道空闲时,才能发送信息;如果信道忙碌则需要等待。信息开始发送后,还需要检查是否发生碰撞,信息如发生碰撞,需退出重发。当实时数据与非实时数据在普通以太网上同时传输时,由于①实时数据与非实时数据在源节点竞争②与来自其它节点的实时与非实时数据的碰撞,实时数据将有可能经历不可预见的大延时,甚至长时间发不出去的情况。以太网的整个传输体系没有有效的措施及时发现某一节点故障而加以隔离,从而有可能使故障节点独占总线而导致其它节点传输失效。于是智能化小区控制响应的实时性问题不能得到解决。
(2)确定性
确定性是指网络中任何节点、在任何负载情况下都能在规定的时间内得到数据发送的机会,任何节点都不能独占传输媒介。
以太网的实时性较差这一缺陷使它较适合于信息传输系统而与过程控制系统的要求有一定的距离。这是因为这二个系统在通信的要求上有很大的不同:信息传输的主要要求是速度快,过程控制系统不仅要求速度,还要求响应快,即时性好。信息传输系统对响应时间要求较低,一般是2到6s;过程控制对系统的实时要求较高,一般是0.5到2s。信息传输系统对实时性的要求是软的,只要大部份时间满足要求就可以了,偶尔几次不及时响应是没有关系的;过程控制对实时性的要求是硬的,因为它常常涉及安全,必须在任何时间都及时响应不允许有任何不确定性。显然过程的实时性要求高得多;过程控制通信分散的节点接入系统时常采用广播方式和多组方式;信息传输系统通信时一个自主系统和另一个自主系统只在需要通信时建立一对一的方式。
因此,普通的以太网要应用于智能化小区控制系统必须解决实时性和确定性的问题。
(3)可靠性
由于以太网的发展是以办公自动化为目标的,设计时它并没有考虑对工业现场环境的适应性。工业现场有一些潜在的突发性情况,如超高或超低的工作温度,大马达七大导体产生的影响信道传输特性的强电磁噪声等。工业以太网如果要在车间底层应用必须解决可靠性的问题。
实时性、确定性及可靠性问题是阻碍以太网长期进入智能化小区控制领域的主要障碍。为了解决这一问题人们从不同角度提出了许多解决办法。
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