现场总线已成为自动化技术的集成组件，通过大量的实践试验和测试，如今已获得广泛应用。正是由于现场总线技术的普及，才使得控制领域也有相当多的总线的信号。

在控制领域总线信号传输介质很多，其中以以太网为传输介质的最具有代表性。标准以太网可达到100Mb/s甚至1000Mb/s的传输速度，远快于任何现场总线系统。但对于工业控制来说，比传输速率更重要的是实时性。实时性的一个重要标志是时间的确定性，通信时数据传输时间不是随机的，而是可事先准确预测的。

在工业控制系统中，实时可定义为系统对某事件响应时间的可预测性。一个事件发生后，系统须在一个可准确预见的时间范围内作出反应。至于反应时间须有多快，由被控制过程决定。化工热化过程控制有秒级别的反应时间就足够，而在高动态传动控制中系统反应时间必须达到微秒级。

正是因为以上原因，在普通以太网的基础上提出了实时以太网的概念，而EtherCAT和PowerLink是工业以太网的佼佼者。作为国内一家高新技术公司，我们不局限于此，所以我们通过多年的努力研发，开发出最新的技术NE-powerbus，该协议性能方面完全可以替代EtherCAT和PowerLink，而且在一些技术指标上还优于以上两种方案。

在此技术基础上，我们公司提出了总线交换机的概念，它既不同于总线服务器，也不同于网络交换机，所谓总线交换机：以网络为传输介质，来传输总线的数据，从而达到高效的高实时性的总线数据传输。

1.   产品功能特点

1.1.        对称的结构

对称的网络结构、无主从，即我们的NE6000没有主从之分，凡是接入到局域网中的设备都完全一致的，如图中的控制器可在任意节点接入网络，大大提升了系统的灵活性。这样的好处是数据能够广播到具有相同端口的所有总线节点（这里是以端口号来区分总线的，即不同的端口号视为不同的总线，相同的端口号视为一条总线）。

广播的数据流是相对单播数据流是很大的所以我们采用了FPGA来处理数据，提升了总线的处理速率。

可以看到图中的EN6000自主组成了一个环形网络，网络结构类似于现有环网交换机的形式，但是我们跟传统的交换机的有很大的区别，传统的交换机是推举出一个“主”交换机，通过阻塞自己的一个端口来截断数据，当检测到网络故障时立即打开该阻塞端口，正如大家所了解的这样一定是有自愈时间的，那我们的解决方案是：NE6000从两个网口收到两份相同的数据，然后按照先到的先处理，处理过的数据不再处理的原则，把后收到的数据丢掉，若先收到的数据是错误的数据，NE6000会丢掉错误的数据，来处理另外一包数据，即使网络出现了故障，只是影响其中一端的数据，NE6000完全可以从另外一点收到相同的数据，这样做到真正的环网“零自愈”。

安全方面用户可在NE6000上设置控制器的信息，限制通讯数据来源，即我们可以通过在NE6000上注册上位机信息，是其只接受注册过的上位机的数据，其他一律丢弃，从而做到了带宽的节省以及数据的安全可靠。

1.2.        灵活的组网方式

如前面介绍的，我们不仅可以自主组成环网，还可以在不改变原有网络拓扑的情况下接入现有的网络中，如图只需原有的网络提供两个或一个网络接口，我们的EN6000便可以接入到现有的网络，非常灵活。

若是一个网络接口，只要串联先去就可以了，若是两个接口，就是图中这种情况，我们需要将接入原有网络的接口的组网掩码设定为24位即3个255，其余的接口设为16位即2个255.

1.3.        灵活的总线控制

前面我们介绍到同一端口号为同一条总线，如图中“端口3000”即为同一条总线资源，控制器发给“端口3000”的命令，局域网中所有端口号为3000的端口都会收到，当然，其中某个“端口3000”回复信息的时候，其余所有“端口3000”和控制器也都会接收到。

这样我们就可以实现另外一种特殊情况是，假如同一总线上的两个设备A、B之间要进行通讯，传统的解决方案是，控制器发命令给“设备A”，然后“设备A”回复数据给控制器，控制器把“设备A”的数据发给“设备B”，然后“设备B”回数据，控制器再将“设备B”回复的数据传给“设备A”，整个通讯过程完成。我们的解决方案是：控制器通过广播发出类似“端口3000 设备A先动作，然后端口3000设备B再动作的命令”设备A、B都会收到这条信息，然后“设备A”发出信息，“设备B”和控制器也都可以接收到，然后“设备”B回复“设备A”的信息。这样整个通讯过程大大的简化了。

在可靠性方面，控制器发送单一链接包，所有同一总线资源的设备都会回报状态信息，即自检功能，可以检测设备的实时状态。

1.4.        单一控制器控制多条总线

如图相同颜色的端口为同一端口号即同一总线，我们可以通过一个控制器来分别控制这些不同的总线。每一条总线都是相互隔离的，所以控制器可以通过不同的端口号来区分不同的总线，另外同一总线资源之间的端口也是相互隔离的，所以给不同的端口之间设定不同的波特率。

NE6000可放置在与终端设备距离近的地方，这样就可以设定高波特率，提高总线的通讯速率。

1.5.        总线信号的转换

总线交换机可以将不同的总线信号互相转换，实现不同类型总线设备之间的通讯，起到总线网关的作用。如图，用户可以将485总线和CAN总线设定为同一端口号即同一总线，485总线的信号类型经过NE6000将信号转换为CAN总线的信号类型，同样，CAN总线的信号类型经过NE6000将信号转换为485总线的信号类型，从而实现不同总线信号类型设备之间的通讯。

2.   软件的应用及特点

连接好网络，用一台计算机连入网络，运行网管软件myNetCfg.exe，如下图：

选择电脑的网卡，然后点击“搜索设备信息”，软件将会把局域网中的所有NE6000设备搜索出来，如下图：

设备根据网络拓扑的先后顺序依次排列，如图中编号为“79”设备为离192.168.0.105网卡最近的一个节点。用户可以通过此排列清楚的指导NE6000的网络中的位置，方便现场的维护和故障点的

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