工業以太網的應用現狀和發展趨勢預測

　　開放的以太網是20多年來發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機進入工業自動化領域一樣，采用以太網技術是現場總線的發展趨勢。

　　1.應用現狀

　　工業自動化控制系統網絡結構發展越來越分散化，同時系統越來越復雜，內部連接越來越高速化、緊密化，更多的是系統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控制網絡系統的信息層應用。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的優勢

　　與以往控制網絡相比，以太網應用于工業控制具有以下的優勢：

　　(1)更高的通信帶寬。以太網是一種成熟、快速的網絡協議，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，成為企業范圍的主干網絡。

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

　　(3)控制系統成本降低。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，整個系統培訓、維護都較容易。

　　(4)更高穩定性。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控的高噪聲設備現場環境。

　　3.Ethernet在中國的應用

　　目前國內對工業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展要求，工業控制系統將普遍以現場總線和DCS相結合作為控制系統的底層和中層，用于工業現場;而將以太網用于控制系統的上層，以實現高速率的通信和網絡互連。

　　4.發展方向

　　基于以太網的控制網絡所具有的上述優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議(CSMA/CD)，一般認為該協議不能滿足控制系統實時性要求，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;還可方便實現優先級機制，實現網絡帶寬的最大利用率和最好實現性能。