现场总线传输介质的应用工业以太网提升效率与灵活性
以太网(Ethernet)技术支持几乎所有网络协议，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、高度开放和支持多种设备等方面的优势。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无缝集成，这为企业带来了无与伦比的优势。
以太网由于其高传输速度、低能耗以及易于安装和兼容性好等优点，在商业系统中被广泛应用。近年来，以太网已经进入了自动化系统，形成了新型的以太网自动化控制技术。这主要是因为工业自动化系统向分布式和智能化方向发展，对开放且透明的通信协议有更高要求。
将以太网技术引入到工业控制领域，其优势十分显著：1. 以太网是一个完全开源、高度数字化的网络，可以实现不同制造商设备之间容易互联；2. 以太网可以实现从工厂操控到企业信息系统无缝连接，从而构建企业级全面的开源管控一体化，如图所示；3. 硬件成本较低，因为目前已非常成熟，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择；4. 通讯速率高，可以满足不断扩大的企业信息系统规划需求，即使需要传输音频或视频数据，现在使用的是10M/100M高速乙 太 网，并且千兆乙 太 网 技术也在不断完善，甚至正在研究10G乙 太 网，它们都比现场总线要快很多；5. 可持续发展潜力巨大，在瞬息万变的信息时代，企业生存与发展将高度依赖一个快速有效通讯管理网络，以及通信技能与信息技能迅速进步，为保证继续前行奠定基础。
然而，以太網進入工業自動化領域同樣存在一些挑戰，其中首要的是：1 实时性问题，由於採用CSMA/CD介質訪問協議，這種方法對錯實時性能不佳，一個總線上多個節點平等競爭總線空閒時間，這種方法難以滿足工業自動化對實時性的需求，這也是導致乙 太 網技術進入工業領域的一項技術障礙;2 對於工業環境適應與可靠性問題，以為設計來自辦公室環境，所以需要抗干擾能力強外觀設計符合工業現場要求;3 應用層協議問題，現在資訊網絡中的應用層協議特徵不適用於實時通訊間設備之間操作;4 實質安全與網絡安全問題，如果在危險作業場所使用，並需考慮實質安全問題另外，因為采用TCP/IP協議因此可能會受到病毒黑客攻擊威脅;5 QOS（Quality of Service）問題
隨著網路技術持續發展，上述提到的挑戰已經得到部分或全面解決。在最近幾年裡出現了一些快速交換式乙 太 網技術，它們采用全雙工通訊方式，不僅避免了CSMA/CD衝突，而且還能夠輕鬆地執行優先級機制保證最佳效率及最好的即時性能。此外，用戶可以根據需要增減TCP/IP協議栈并制定更加符合Industrial Control Network requirements 的Network Protocol,同时還有專門抗干擾措施，使其更加適合Industrial Environment.
此外，加强实质安全措施，如使用密封型器材耐冲击型电子元件，以及加密机制如密码验证保护数据隐私，但对于Industrial Automation Network Security 问题还需进一步探讨解决方案。
随着电路集成、新型Ethernet Technology and Embedded Internet Skills 研究深入，我们预计基于Ethernet 的 Industrial Automation Networks 将会很快出现，并成为最具开放性的 Industrial Automation Networking结构。而这种新的Networking结构，与当前现场总线相结合，将为Traditional Industrial Automation Networks 带来革新，为 Industrial Control Field 开辟新的天地。但至少现在看来，它尚难以为Real-time Control 通信提供单一标准。在未来的很长一段时间内现有的现场总线仍将继续存在，最可能的情况是共存一种混合式Control System.
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