工業(yè)以太網的應用現狀和發(fā)展趨勢預測

　　開放的以太網是20多年來發(fā)展最為成功的網絡技術，并導致了一場信息技術的革命。可以預見，正如當年PC機進入工業(yè)自動化領域一樣，采用以太網技術是現場總線的發(fā)展趨勢。

　　1.應用現狀

　　工業(yè)自動化控制系統(tǒng)網絡結構發(fā)展越來越分散化，同時系統(tǒng)越來越復雜，內部連接越來越高速化、緊密化，更多的是系統(tǒng)細分成為獨立控制孤島，對驅動器和用戶接口需求越來越多。而無論如何傳統(tǒng)PLC技術無法滿足該要求，現場總線技術也不能提供相關性能。只有通過網絡技術來解決，而在所有網絡技術中，以太網技術是最理想的選擇。

　　目前以太網還只適合于工業(yè)控制網絡系統(tǒng)的信息層應用。以太網是Byte級網絡，只能部分代替現場總線作用，而將以太網用于現場I/O級，這是目前工控領域研究的熱點之一。

　　2.Ethernet的優(yōu)勢

　　與以往控制網絡相比，以太網應用于工業(yè)控制具有以下的優(yōu)勢：

　　(1)更高的通信帶寬。以太網是一種成熟、快速的網絡協(xié)議，數據傳輸速率為10～100Mb/s。新一代以太網傳輸速率更快，可達1Gb/s，能滿足不斷增長的數據通信需要，成為企業(yè)范圍的主干網絡。

　　(2)實現現場設備層和企業(yè)管理層的無縫連接。以太網早已成為企業(yè)管理網絡的首選，將其應用于現場設備控制網絡，將實現企業(yè)信息網絡和控制網絡的融合，促進整個企業(yè)信息化的集成。

　　(3)控制系統(tǒng)成本降低。主要體現在兩方面：支持以太網通信的網絡設備較低;熟悉以太網網絡操作的用戶較多，整個系統(tǒng)培訓、維護都較容易。

　　(4)更高穩(wěn)定性。光纖網絡已成為Internet的主干網絡，光纖所具有的良好抗噪聲干擾性能使得以太網更適合在實時監(jiān)控的高噪聲設備現場環(huán)境。

　　3.Ethernet在中國的應用

　　目前國內對工業(yè)控制網絡領域的理論研究主要局限于現場總線網絡，部分學者對建立工業(yè)以太網控制網絡進行了探討，但仍停留在概念上，未能進入實質性研究階段，實際應用還不多。

　　就目前我國網絡控制實際情況和發(fā)展要求，工業(yè)控制系統(tǒng)將普遍以現場總線和DCS相結合作為控制系統(tǒng)的底層和中層，用于工業(yè)現場;而將以太網用于控制系統(tǒng)的上層，以實現高速率的通信和網絡互連。

　　4.發(fā)展方向

　　基于以太網的控制網絡所具有的上述優(yōu)點是目前現場總線技術所無法比擬的。另外，隨著寬帶以太網與交換式以太網技術的發(fā)展，以太網作為控制網絡在控制實時性方面的問題正在逐步得以解決。雖然以太網采用的是帶碰撞檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議(CSMA/CD)，一般認為該協(xié)議不能滿足控制系統(tǒng)實時性要求，但100Mb/s以太網已開始廣泛應用，千兆以太網產品也已出現;而且以太網交換技術的出現，通過全雙工交換技術，可完全避免CSMA/CD中的碰撞;還可方便實現優(yōu)先級機制，實現網絡帶寬的最大利用率和最好實現性能。