现场总线技术的概念应用工业以太网提升生产效率与灵活性

以太网技术的应用在工业自动化领域，其优势显而易见：首先，以太网是开放、数字化的网络协议，允许不同厂商设备之间无缝连接；其次，以太网能够实现工业控制网络与企业信息网络的无缝整合，形成全面的企业级管控体系。软硬件成本较低，因为以太网技术已经成熟，有多种软件开发环境和硬件设备可供选择。此外，以太网提供高速通信速率，满足了快速扩展和复杂系统需求。随着信息时代的不断发展，以太网技能将持续向前发展。

然而，在以太网进入工业自动化领域时，也存在一些挑战。例如，对实时性的要求很高，而传统以太网使用的是非确定性介质访问控制方法，这可能无法满足工业控制对实时性的要求。此外，以太网需要适应更严酷的工业环境，以及定义新的应用层标准来满足现场设备之间实时通讯的需求。安全性也是一个问题，尤其是在危险作业场所中，还需考虑物理安全问题。而且，由于使用TCP/IP协议，可能会面临病毒、黑客攻击等网络安全威胁。

尽管如此，上述问题已得到部分或完全解决。近年来的快速交换式以太网技术采用全双工通信，可以避免CSMA/CD中的碰撞，并实现优先级机制，为确保网络带宽利用率和实时功能提供了保障。此外，对抗干扰措施也得到了改进，使之更加符合工业需求。在应用层协议方面，可根据需要增减TCP/IP协议栈，同时还需制定符合工业要求的新标准。此外，对于物理安全问题，可以通过使用密封性能好、抗冲击设计的手持工具箱等解决方案。而为了提高网络安全，还可以采取用户暗码、数据加密等多种措施。但是对于特定的行业，如汽车操控系统或数控机床，因其特殊条件下难以直接替代现场总线，因此未来很可能出现混合式操控系统，即现场总线与以太网并存的情况。