现场总线控制系统与应用工业以太网的神奇结合加速生产效率提升管理智能

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、开放性高和支持设备多等方面的优势。随着网络技术的发展和工业控制领域对网络功能要求不断提高，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无缝整合，具有不可比拟的优势。

以太网由于支撑所有流行的网络协议，所以在商业系统中得到广泛使用。近年来，以太网逐渐进入了工业自动化领域，为分布式智能化控制提供了必要通讯协议。这是因为现代工业自动化系统倾向于分布式智能化管理，对开放透明且安全可靠的通信协议有更高要求。

引入以太网到工业控制领域，其优势显而易见：1. 以太网是一个完全开源、高度数字化的网络，它遵循统一标准，使不同制造商设备能够轻松互联；2. 以太网可以实现从生产线到办公室的一体化全开源连接，如图2所示；3. 硬件成本较低，因为现有的软硬件基础已经非常成熟，有大量软件开发环境和硬件选择；4. 通信速率高速，满足企业信息系统扩展需求，不仅限于数据传输，还包括音频视频等多媒体内容传输，现在10M/100M高速以太网已被广泛采用，而千兆及十万兆带宽也正在研究中，其速度远超现场总线；5. 可持续发展潜力巨大，在瞬息万变的情报时代，企业生存与发展高度依赖快速有效通信管理，这保证了以太文技能不断前进。

然而，以太文技能进入工控范畴时，也面临一些挑战：1. 实时性问题，由于CSMA/CD介质访问方法难满足实时性的需求，一条总线上的节点竞争可能导致延迟问题；2. 对工控环境适应能力，与非工作环境设计差异大需抗干扰性能提升外观设计符合工控场景要求；3. 应用层协议适配需要改善，不同作业条件下的通讯需求无法直接应用现有结构；4-5个方面都存在安全隐患，如物理安全QOS（Quality of Service）待解决的问题。

尽管如此，上述问题部分或全部已得到解决。在快速交换式Ehternet出现后，全双工通讯避免碰撞优先级机制确保带宽最大利用率与实时功能。而针对不同环境出产厂商采取抗干扰措施符合各种需要，在应用层上用户可根据情况增减TCP/IP栈并制定专门规则处理实质安全问题，加强防护措施，但仍需深入研究。此外随着技术进步QOS亦迎刃而解。