现场总线技术第三版课后题答案揭秘应用工业以太网的神奇好处
以太网(Ethernet)技术在工业自动化领域的应用，正如现场总线技术第三版课后题答案所揭示的那样，它不仅提供了数据传输的高效率和低能耗，还使得设备之间的通信变得更加便捷和兼容。随着网络技术的不断进步，以太网正在逐渐成为工业控制网络中不可或缺的一部分，其开放性使得它能够与企业信息网络无缝整合。
以太网在商业系统中的广泛应用是由其高速传输、低成本以及对各种流行网络协议支持而决定的。近年来，以太网技术已经被引入到工业控制领域，为分布式智能化操作提供了必要的手段。这主要是因为现代工业自动化系统需要更为灵活和智能的通信协议来满足其复杂操作需求。
将以太网技能融入到工业操控范畴中，其优势显而易见：1. 以太网是一个完全开放、完全数字化的人机交互环境，这使得不同制造商生产的大多数设备能够轻松连接；2. 它可以实现从现场操控网络到企业信息网络无缝连接，从而构建一个全面的企业级管控一体化解决方案，如图2所示；3. 硬件成本较低，因为以太网技能已相当成熟，受到了众多厂商高度重视并得到广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备可供选择；4. 通讯速率极快，随着企业信息系统规划扩大及工作内容日益繁杂，对数据量要求也越发增长，有时甚至涉及音频视频数据传输，现在10M/100M快速以太网正在普遍使用，而千兆以太网技能也日渐成熟，10G以太网则正在研究阶段，其速度远超现有的现场总线；5. 可持续发展潜力巨大，在这个瞬息万变的信息时代，一个快速有效通讯管理网络对于企业生存与发展至关重要，因此保证了以太文能力不断向前发展。
尽管如此，以 太文 技术进入工 控 范 围 也 面临 一些挑战，其中最主要的是：1. 实时性问题：由于采用CSMA/CD介质访问控制方法，它无法很好地满足对实时性的严格要求。在一条总线上有许多节点竞争占用资源，这种情况下难免会出现延迟；2. 对于工场环境适应性与可靠性：原设计用于办公室环境，因而必须改善抗干扰性能、外观设计等方面符合工场条件; 3 应用的层次协议问题，现在常见于IT行业但不适用于工场过程间即时通讯; 因此还需界说统一标准; 4 实际安全与防护安全: 工业乙特網若用於危險作業場所，要考慮實際安全問題; 另外，由於採用TCP/IP協議，所以可能會受到病毒、黑客攻擊等網絡威脅; 5 QoS（Quality of Service）问题: 隨著技術進步，在工廠環境底層信號不僅限於數字與模擬量，更包括Audio及分辨率較低Video信號，這需要網路根據不同使用者的需求以及內容來適當保證即時功能。
隨著技術進步，上述問題逐漸獲得解決。近年來出現了一種快速交換式乙特網技術，它通過全雙向通訊避免了CSMA/CD衝突，並且可以實現優先級機制，這樣能夠最大程度利用帶寬並確保最佳即時性能。此外，他們還對抗干擾措施進行了特殊設計，使之更加符合工業環境需求。在應用層級協議方面，用戶可以根據自己的需求對TCP/IP協議進行增減，也可以制定更適合工業要求的一套新協議。此外，他們還為了實質安全問題提供了一些特別設計好的設備，以及加密、防火牆等多種安全措施來增強保護。但是在工業自動化領域面臨到的某些特殊挑戰仍未得到充分解決，比如在恶劣作业条件下的汽车操控系統或数控机床等場合，他们对实时性和可靠性的要求非常高，因此这些地方仍然难以为Industrial Ethernet取代现场总线。而根据当前趋势看待，将来Industrial Ethernet有望成为一种重要工具，但至少目前看起来，它不会彻底取代现场总线作为实时通讯单一标准。在未来，不同类型的客户端可能会采用混合型系统，即同时运用不同的传输媒体，并结合最佳实践进行优化。
