工业现场总线解锁应用工业以太网的无限好处
以太网(Ethernet)技术支持着无所不包的网络协议，因此在数据信息网络中得到了广泛应用，具有传输速度快、能耗低、便于安装兼容性好、开放性高以及对设备多样性的支持等众多优势。随着网络技术的不断发展和工业控制领域对网络功能要求的提高，以太网正逐步进入工业控制领域，形成了新的以太网控制网络技术。工业以太网的开放性使得工业控制网络与企业信息网络之间实现了无缝整合，这在提升生产效率和管理水平方面展现出了不可比拟的优势。
以太网由于能够支撑几乎所有流行的网络协议，因此在商业系统中被广泛采纳。近年来，以太网已经进入了自动化控制领域，并形成了一套新的基于以太网的自动化控制系统。这主要是因为现代工业自动化系统正在向分布式、高度智能化方向发展，需要的是一个开放透明且通畅的通信协议体系。
将以太网技术引入到工业自动化领域，其带来的技能优势显而易见：1. 以太网是一种完全开放、全数字化的人机交互平台，无论是哪个厂家的设备，都可以轻松实现互联；2. 以太网能够无缝连接工控现场与企业级信息系统，从而构建一个统一管控的一体化全开放型数据中心，如图2所示；3. 软硬件成本相对较低，因为这项技术已非常成熟，有许多软件开发环境和硬件设备可供选择；4. 通信速率极为迅速，不仅适应企业日益增长的事务需求，还能满足音频视频数据传输，对于未来可能出现更高性能需求具备充分准备；5. 可持续发展潜力巨大，在这个瞬息万变信息时代，公司生存与扩张都将依赖于快速有效的人际交流管理工具，这就意味着通信技能及相关工具会更加精进并不断前进。
然而，以太网作为一种新兴技术，也面临一些挑战，其中最重要的是：1. 实时性问题：虽然CSMA/CD介质访问方法确保了共享，但仍然无法保证实时性的准确性，一条总线上的节点竞争资源可能导致延迟或失误，而这些都是工业操控环境不能接受的情况；2. 适应不同环境习惯和可靠性：设计上，以太網是为了办公室使用设计出来，所以要考虑抗干扰能力，更符合恶劣工作场所条件外观设计等要求;3 应用层协议的问题：当前应用层标准并不完全适用于实时通讯，它们需要根据特定的应用需求进行调整;4 安全问题: 在危险作业区域使用Ehternet必须考虑安全问题,另外因其采用TCP/IP所以容易受到病毒侵害;5 QOS(Quality of Service)问题: 工厂操作底层不再只限于数字和模拟量，而包括Audio及低分辨率Video信号, 网络必须根据不同用户需求及内容提供服务质量保证
随着时间推移，上述挑战也逐渐得到解决。在最近几年里，快速交换式Ehternet 技术已经问世，它采用全双工通信方式避免了CSMA/CD中的冲突，同时也可以实施优先级策略从而最大程度地利用带宽并提供最佳实时功能。同时，由于不同的制造商针对各种恶劣环境开发出专门抗干扰措施，使得这种设备更加适合复杂工作场景。此外，对TCP/IP栈进行增减或者制定更符合行业要求的标准也是解决这一问题的一个途径。而对于安全来说，可以通过密码保护、加密数据、防火墙等多重安全措施来增强保护。而QOS则受益于不断提高的接口速度以及完善后的协议栈。
总之，将以 太 网 技 术 引 入 到 工 业 控 制 系 统 中 不仅 提 高 了 效 率 和 管 理 水 平，而且为未来的智能制造创造了可能性。但是，在某些特殊情况下，比如汽车制造或数控机床等，因其严苛条件以及高度实时性要求，这些仍然难以直接应用到这些领域。在未来的很长一段时间内，与之竞争甚至合作存在一起，即现场总线同样有其存在价值，最有可能的是实现混合式操作系统，即既有现场总线也有基于Ehternet 的操作系统共同运行。
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