解析工业通信探索Can报文的神秘世界领略应用工业以太网的无限好处

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，拥有传输速度快、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于网络功能要求的提升，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，在许多方面具有不可比拟的优势。

以太网因其传输速度快、能耗低易于安装且兼容性好的特点，被广泛用于商业系统。近年来，以太网技术进入了自动化领域，并形成了新的以太网自动化通信技术。这主要是由于工业自动化系统向分布式智能化方向发展，开放透明的通讯协议成为必需。

将以太网技术引入到工业自动化中，其优势显而易见：1. 以太网是一种完全开放和数字化的网络，它遵循标准协议，使得不同厂商设备能够轻松连接；2. 以太网可以实现无缝连接，从而构建企业级全面的管控一体化平台，如图2所示；3. 硬件成本较低，因为以太网已经非常成熟，有多种软件开发环境和硬件设备供选择；4. 通讯速率高速，可以满足企业日益增长对信息量需求，对音频视频数据传输也越来越有需求，现在10M/100M快速乙太网开始普及，千兆乙太网技术也在逐渐成熟，并且正在研究10G乙太网，其速率远超现有的现场总线。

可持续发展潜力巨大，在这个瞬息万变的时代，企业生存与发展很大程度上依赖于一个快速有效的事务管理网络，这保证了以太网技术不断向前迈进。

然而，以太网进入工控范畴同样存在一些挑战：1. 实时性问题：由于CSMA/CD介质访问方法，不适合实时操作，一条总线上的节点平等竞争可能导致无法满足实时性能要求，这也是进入工控范畴的一个瓶颈;2. 对环境习惯与可靠性：办公室设计但需要抗干扰能力，以及外观设计符合产业现场要求;3. 应用层协议适应度不足：现在应用层协议并不适用于现场操控环境中的实时通讯;4. 安全问题：必须考虑安全问题，如在危险作业场所使用;5.QOS(Quality of Service)问题: 为了提高信号质量并处理不同的用户需求和内容，QOS是一个关键因素。

尽管这些挑战，但随着技能进步，上述问题已得到或部分解决。在快速交换式乙太网技术出现后，它采用全双工通信方式，可以避免CSMA/CD碰撞，同时提供优先级机制，为更高效率带宽利用和更好的实时性能奠定基础。此外，以待各种抗干扰措施，使之更加符合产业需求;3 在应用层协议方面，可根据需要增减TCP/IP栈;4 设备出产商提供专为户含环境设计器材，与加密安全措施相结合解决安全难题;5 随着速度提升与规范完善,QOS亦被缓解。

因此，即使存在挑战，但基于以上改进，加强研发力量，将会推动基于乙太网的未来操控年代，我们预计这种新型操控体系将成为最具敞开性的操控体系结构。然而，由于某些特殊情况（如汽车操控系统、数控机床）仍然不适宜使用这种新型体系，而现场总线仍将继续存在，最有可能的是采取混合式系统，其中包括各类不同类型的手段。