眾所周知，以太網(wǎng)已經(jīng)成為企業(yè)信息系統(tǒng)中事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)實(shí)時控制是傳統(tǒng)以太網(wǎng)的延伸，幫助用戶建立一個更加開放和集成的工業(yè)自動化和信息網(wǎng)絡(luò)。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，是標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和通用工業(yè)協(xié)議的結(jié)合。首先，它滿足了工業(yè)自動化的實(shí)時性要求。最初以太網(wǎng)中使用的CSMA/CD不能滿足工業(yè)實(shí)時性要求。當(dāng)時主要采用現(xiàn)場總線和令牌環(huán)網(wǎng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步，該開關(guān)已滿足從高精度時間同步（+-100ns）、分布式伺服控制、離散控制、過程控制到安全系統(tǒng)的所有工業(yè)應(yīng)用要求，并支持現(xiàn)場和遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷和配置；當(dāng)然，以太網(wǎng)/IP產(chǎn)品也可以使用其他標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)服務(wù)，如HTTP、SNMP等。這意味著工業(yè)自動化和企業(yè)信息系統(tǒng)可以更直接地集成。例如，無需額外編程，相關(guān)人員可以通過web瀏覽器輕松配置、診斷和監(jiān)控工廠設(shè)備。此外，Ethernet/IP還對EMC和安裝保護(hù)級別做出了規(guī)定，以確保Ethernet/IP產(chǎn)品嚴(yán)格的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。

       工業(yè)級以太網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)

        1.通信確定性和實(shí)時性

        工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不同于普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)是必須滿足控制功能的實(shí)時性要求，即信號傳輸速度要足夠快，滿足信號的確定性。實(shí)時控制通常需要準(zhǔn)確、定期地刷新某些變量的數(shù)據(jù)。由于以太網(wǎng)采用CSMA/CD模式，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大時，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性不能滿足工業(yè)控制的實(shí)時性要求。因此，傳統(tǒng)的以太網(wǎng)技術(shù)很難滿足控制系統(tǒng)對精確定時通信的實(shí)時性要求，一直被視為一個“不確定”網(wǎng)絡(luò)。然而，快速以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為解決以太網(wǎng)的不確定性問題帶來了新的機(jī)遇，使其應(yīng)用成為可能。首先，以太網(wǎng)的通信速率從10米和100米增加到了1000米和10米。在相同的數(shù)據(jù)吞吐量下，通信速率的提高意味著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲的降低，即網(wǎng)絡(luò)沖突的概率大大降低。其次，使用星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個網(wǎng)段。以太網(wǎng)交換機(jī)具有數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)功能，端口之間的輸入輸出數(shù)據(jù)幀可以緩沖而不發(fā)生沖突；同時，交換機(jī)還可以對網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行過濾，使每個網(wǎng)段中的節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸僅限于本地網(wǎng)段，而不需要經(jīng)過骨干網(wǎng)并占用其他網(wǎng)段的帶寬，從而降低所有網(wǎng)段和骨干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。第三，全雙工通信使端口之間的兩對雙絞線（或兩條光纖）能夠同時接收和發(fā)送消息幀，而不會發(fā)生沖突。因此，使用交換集線器和全雙工通信可以消除網(wǎng)絡(luò)上的沖突域（全雙工通信）或大大降低沖突概率（半雙工），從而大大提高以太網(wǎng)通信的確定性和實(shí)時性。

        2.穩(wěn)定性和可靠性

        傳統(tǒng)以太網(wǎng)不是為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的，不考慮工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。由于工業(yè)現(xiàn)場的機(jī)械、氣候和粉塵條件非常惡劣，對設(shè)備的工業(yè)可靠性提出了更高的要求。在工廠環(huán)境中，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)必須具有良好的可靠性、可恢復(fù)性和可維護(hù)性。為了解決網(wǎng)絡(luò)在不間斷工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的極端條件下穩(wěn)定工作的問題，邁威公司專門開發(fā)生產(chǎn)了安裝在標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌上的工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，并支持冗余電源。

        3安全

        工業(yè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全是工業(yè)級以太網(wǎng)應(yīng)用中必須考慮的另一個安全問題。工業(yè)以太網(wǎng)可以集成企業(yè)傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即信息管理層、過程監(jiān)控層和現(xiàn)場設(shè)備層，使數(shù)據(jù)傳輸速度更快、實(shí)時性更高，可以與互聯(lián)網(wǎng)無縫集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高工廠運(yùn)營效率。但與此同時，它也導(dǎo)致了一系列的網(wǎng)絡(luò)安全問題。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)可能受到網(wǎng)絡(luò)安全的威脅，包括病毒感染、非法入侵和黑客的非法操作。一般來說，可以使用網(wǎng)關(guān)或防火墻將工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)隔離，還可以使用各種安全機(jī)制（如權(quán)限控制和數(shù)據(jù)加密）來加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全管理。

        4總線電源問題

        總線電源（或總線饋電）是指連接到現(xiàn)場設(shè)備的電纜，它不僅可以傳輸數(shù)據(jù)信號，還可以為現(xiàn)場設(shè)備提供工作電源?，F(xiàn)場供電設(shè)備可采用以下方式：

        （1） 在現(xiàn)行以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，適當(dāng)修改物理層的技術(shù)規(guī)范，將以太網(wǎng)的曼徹斯特信號調(diào)制成直流或低頻交流電源。

        （2） 不要改變當(dāng)前的物理層結(jié)構(gòu)，而是通過連接電纜中的空閑電纜為現(xiàn)場設(shè)備供電