现场总线技术的高速连网应用工业以太网的无限可能
以太网技术的工业应用：无缝连接未来
以太网(Ethernet)作为全球最广泛使用的网络协议之一，其技能在数据信息网络中得到了广泛应用。它具有传输速度快、能耗低、便于安装和维护、兼容性强以及开放性高等优势。随着工业控制领域对网络功能的不断提高，以太网正逐步融入到工业自动化系统中，形成了新的以太网工业控制网络解决方案。
由于其全开放、高度数字化特点，以太网能够实现不同厂商设备之间的互联互通。这使得工业控制网络与企业信息系统能够实现无缝集成，如图2所示。这不仅降低了成本，还增强了管理效率。
软硬件成本较低，因为以太网技术已经非常成熟，有多种软件开发环境和硬件设备供选择。此外，以太网提供高速通信速率，从10Mbps快速乙太局域網开始，目前已发展到千兆乙 太局域網，并正在研究10Gbps以太局域網，其速度远超现场总线技术。
尽管如此，以太网在进入工控领域时也面临一些挑战。一是实时性问题，由于CSMA/CD介质访问方法可能导致冲突，一条总线上的所有节点都需要竞争资源，这对于要求严格实时性的工控环境来说是一个难题。二是适应恶劣环境和可靠性的问题，以太网主要设计用于办公室环境，对抗干扰能力不足，且外观设计不符合工业现场要求。此外，现有的应用层协议并不完全适用于工控范畴中的实时通讯需求。此外还有安全问题，比如物理安全和网络安全威胁，以及QoS（Quality of Service）保障的问题。
然而，上述问题正在得到解决。随着快速交换式以太 网技能的发展，它可以通过全双工通信避免CSMA/CD带来的冲突，并且支持优先级机制，从而提高实时性能。此外，出产商们已经开发出了针对不同行业需求的抗干扰措施，并且用户可以根据需要调整TCP/IP协议栈。此外，对于提升物理安全还有一系列措施可行，如密封性好的器材及加固处理。而为了防止黑客攻击等威胁，也有诸多安全策略可用，但如何针对工业自动化操控网络进行更细致地保护仍需进一步探讨。
综上所述，基于以 太 网 的 工业 控 制 网络将会成为未来的趋势。但这并不会取代现场总线，而是在某些场景下作为一种补充或替代方案存在。在未来，我们预计会看到一个混合型操作系统，其中包括各种不同的联网标准与技术。
