现场总线协议有哪些应用工业以太网的巨大益处等你揭秘
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，以太网正逐步进入到工业控制领域，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，在这一点上拥有无可匹敌的优势。
以太网由于其高速传输能力、低能耗设计以及良好的兼容性，使其成为了商业系统中的首选选择。近年来，随着技术进步，以太网已经开始涉足工业自动化领域，为分布式、高度智能化操作提供了通讯协议需求。
将以太网技能引入到工业操控范畴，其技能优势显而易见：1. 以太网是一个完全开放和数字化的全局通信平台，它遵循标准化协议，无论是哪个厂商生产的一种设备，都能够轻松连接；2. 以太网可以实现从现场监控到企业管理层面的全面联通，如图2所示，从而构建起一个完整且灵活的企业级管控一体化解决方案；3. 硬件成本较低，因为当前市场上有大量成熟且价格适中的软硬件产品供用户选择，而且这些产品受到各大厂商的大力开发和推广；4. 通信速率极为快速，可以满足日益增长的数据处理需求，不仅限于文字交流，还包括音频视频等多媒体内容传输，而目前最常用的10M/100M高速以太网正在迅速普及，并且千兆甚至10Gbps速度也逐渐成为可能，这些都远超传统现场总线标准；5. 可持续发展潜力巨大，在这个快速变化的大数据时代，公司运营与发展很大程度上依赖于一个既快速又高效率的通信管理系统，这也是促使信息技术与通信技术不断进步并保持领先地位的手段之一。
然而，将以太网引入到工控环境中，也面临一些挑战，其中主要问题包括：1. 实时性问题：基于CSMA/CD介质访问方式，即使是在空闲时也需要竞争使用总线，这种情况下难以为非实时操作保证必需的地时间片，这对于实时操作来说是不够准确和可靠的问题，是导致它无法直接用于某些工控任务的一个瓶颈; 2. 对抗恶劣环境习惯性与可靠性的考量：尽管现代电子元件越来越坚固，但仍然存在外部干扰和内部故障风险; 3. 应用层协议适应度不足：现有的应用层标准并不完全符合工场内不同设备间实时通讯特定的要求; 4. 安全问题: 工业场景通常会涉及危险作业条件，如果采用的是TCP/IP这样的公认互联网标准，那么必须考虑安全因素，比如物理安全（如防爆）以及逻辑安全（防止黑客攻击）; 5.QoS(Quality of Service)保障不足: 在更复杂的情况下还需要根据不同的用户需求或内容调整服务质量，以确保关键信号能够得到优先处理。
随着时间推移，上述挑战已被部分或全部解决。在过去几年里出现了一种名为“快速交换”的新型乙 太 网 技术，它通过双向工作模式有效避免了CSMA/CD带来的冲突，同时还允许优先级机制提升效率。此外，与之相关的问题，如适应各种环境下的抗干扰措施，以及针对特殊行业需求定制更合适的事务流程，都得到了改善。至于如何加强隐私保护、数据加密，以及其他类型的人员安全策略，我们知道这些建议已经在许多制造商手中得到实施，有助于增强整个系统维护者的决策过程。但要达到最佳效果，还需要更多专门针对这类系统设计出的解决方案。此外，由于QOS问题同样得到了改善，我们相信未来所有必要的事情都会被妥善安排好。
总结一下，用基于Ethernet架构的人工智能驱动自动化系统相比传统机械臂或数控中心在许多方面都有明显优势。随着集成电路、大规模嵌入式Internet接口技巧研究深入，我们预计基于Ethernet结构的人工智能驱动自动化将迅速扩展并成为一种主导型态。这是一次革命，对我们理解未来可能性产生重要影响。不过，就像现在看待汽车驾驶辅助或者精密数控加工一样，一些特别严格要求实时性能的地方—比如车辆操纵系统或者精密数码编程机床—则不再采用这种方法，而是继续使用那些它们认为更加稳定可靠原生的现场总线体系。如果历史趋势持续下去，那么我们可以预见未来的工程项目将采取混合策略——结合两者使用，以满足不同的具体情况。在我们的知识范围内，没有理由相信那不是正确做法。
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