工控自动化以太网技术特性之巅峰Can协议的神通万千
工业自动化以太网技术特性：Can协议的无缝融合与实时通信的艺术
1、工业自动化网络发展历程
随着信息技术的飞速发展和工业自动化对网络功能要求的不断提高，工业控制网络承担着越来越重大的任务。与数据信息网络不同，工业控制领域需要一种高速、廉价、高实时性、开放性好、稳定性高和精确性的网络。以太网(Ethernet)技能作为支持所有类型网络协议的基础，使其在数据信息网络中得到了广泛应用，其优势包括传输速度快、低能耗、易于安装兼容性好及开放性高等。
近年来，随着网络技能的成熟和工业自动化对联网功能要求提升，以太网正逐步进入到工业控制领域，形成了新的以太网控制网络技能。这种敞开性的特点使得工控和企业信息系统之间实现无缝集成，对于现代跨国公司来说具有不可估量的优势。
2.1 工业以太网技能特色
(1) 以太网是全敞开，全数字化的人机交互体系，可以让来自不同厂商设备进行快速连接。
(2) 它能够将工控系统与企业级管理系统无缝整合，为用户提供一个全敞开且透明可扩展的大型生产环境。
(3) 软硬件成本低廉，因为该技术已经非常成熟，有多种软件开发环境以及硬件设备供用户选择。
(4) 通讯速率快，可满足日益增长的事务处理需求，并且可以传输音频视频数据，而不仅限于传统操控信号。
(5) 可持续发展潜力大，在瞬息万变的地球上，它为企业提供了一个快速而有力的通讯基础设施，这对于企业生存和发展至关重要。
2.2 工业以太网存在的问题
虽然如此，但在实际应用中也面临了一些挑战：
实时性能问题：在严苛环境下，如制造过程中的实时数据更新可能超出100ms范围内，而CSMA/CD介质访问方法无法保证即刻响应，从而影响整个工作流程。
适应能力与可靠性：恶劣环境下的线路干扰可能导致故障降低可靠性，同时维护难度增加。
应用层协议适配问题：现有的应用层规范未能完全适应现场设备间实时通讯需求，因此需要界说一致规范。
实际安全与安全威胁：尤其是在危险作业场所使用，以防火爆等风险；同时，由于采用TCP/IP协议，有可能受到病毒或黑客攻击。
解决方案
为了克服以上挑战，一些交流式以太网解决方案被提出，以改善负载过重导致的问题。此外，还有其他创新技术如时间同步机制（Time Synchronization）用于优化实时性能，以及专门设计用于工控领域的一系列标准，如IEC 62443系列，为提高安全水平提供支持。而对于适配问题，一些新兴标准如CAN-over-Ethernet正在成为解决方案之一，它允许通过单个物理媒体实现多种通信协议之间的转换，无需额外复杂装备。这一切都促进了Industrial Ethernet 技术向更高水平发展。
