工業(yè)以太網(wǎng)和CAN現(xiàn)場總線比較

• 1. 工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)及存在問題
• (1)優(yōu)勢(shì)
• 基于TCP / IP的以太網(wǎng)是一種標(biāo)準(zhǔn)開放式的網(wǎng)絡(luò),由其組成的系統(tǒng)兼容性和互操作性好,資源共享能力強(qiáng),可以很容易的實(shí)現(xiàn)將控制現(xiàn)場的數(shù)據(jù)與信息系統(tǒng)上的資源共享;數(shù)據(jù)的傳輸距離長、傳輸速率高;易與Internet連接,低成本、易組網(wǎng),與計(jì)算機(jī)、服務(wù)器的接口十分方便,受到了廣泛的技術(shù)支持。
• (2)存在問題
• 以太網(wǎng)采用的是帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問協(xié)議(CSMA /CD) ,無法保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求,是一種非確定性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng); 安全可靠性問題,以太網(wǎng)采用超時(shí)重發(fā)機(jī)制,單點(diǎn)的故障容易擴(kuò)散,造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的癱瘓;對(duì)工業(yè)環(huán)境的適應(yīng)能力問題,目前工業(yè)以太網(wǎng)的魯棒性和抗干擾能力等都是值得關(guān)注的問題,很難適應(yīng)環(huán)境惡劣的工業(yè)現(xiàn)場;本質(zhì)安全問題,在存在易燃、易爆、有毒等環(huán)境的工業(yè)現(xiàn)場必須要采用安全防爆技術(shù);總線供電問題。在環(huán)境惡劣危險(xiǎn)場合,總線供電具有十分重要的意義。
• 2. CAN現(xiàn)場總線的特點(diǎn)及局限性
• (1)特點(diǎn)
• CAN現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)通信具有突出的可靠性、實(shí)時(shí)性和靈活性。主要表現(xiàn)在CAN為多主方式工作; CAN總線的節(jié)點(diǎn)分成不同的優(yōu)先級(jí);采用非破壞仲裁技術(shù);報(bào)文采用短幀結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)出錯(cuò)率極低;節(jié)點(diǎn)在錯(cuò)誤嚴(yán)重的情況下可自動(dòng)關(guān)閉輸出。
• (2)局限性
• CAN現(xiàn)場總線作為一種面向工業(yè)底層控制的通信網(wǎng)絡(luò),其局限性也是顯而易見的。首先,它不能與Internet互連,不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息共享。其次,它不易與上位控制機(jī)直接接口,現(xiàn)有的CAN接口卡與以太網(wǎng)網(wǎng)卡相比大都價(jià)格昂貴。還有, CAN現(xiàn)場總線無論是其通信距離還是通信速率都無法和以太網(wǎng)相比。
• 3. 工業(yè)以太網(wǎng)和CAN現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范比較
• 工業(yè)以太網(wǎng)和CAN現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議規(guī)范都遵循ISO /OSI參考模型的基本層次結(jié)構(gòu)。工業(yè)以太網(wǎng)采用IEEE802參考模型,相當(dāng)于OSI模型的最低兩層,即物理層和數(shù)據(jù)鏈路層,其中數(shù)據(jù)鏈路層包含介質(zhì)訪問控制子層(MAC)和邏輯鏈路控制子層(LLC) 。CAN現(xiàn)場總線的ISO /OSI參考模型也是分為兩層,并與工業(yè)以太網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)完全相同,但是二者在各層的物理實(shí)現(xiàn)及通信機(jī)理上卻有很大的差別。工業(yè)以太網(wǎng)和CAN現(xiàn)場總線的各層在具體網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)上的分析比較如下表所示。