以太網(wǎng)絡技術在工業(yè)控制領域的應用與發(fā)展

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展和自動化辦公信息網(wǎng)絡的進步，企業(yè)綜合自動化、管控一體化已成為企業(yè)生存和發(fā)展的必尤之路。以太網(wǎng)可方便實現(xiàn)辦公自動化網(wǎng)絡與工業(yè)控制網(wǎng)絡的無縫連接的優(yōu)勢，可以使電子商務與工業(yè)生產(chǎn)控制現(xiàn)場緊密結合，實現(xiàn)真正意義上的企業(yè)管控一體化。

　　以太網(wǎng)技術引入工業(yè)控制領域，其技術優(yōu)勢非常明顯：

　?。ㄒ唬〦thernet是全開放、全數(shù)字化的網(wǎng)絡，遵照網(wǎng)絡協(xié)議不同廠商的設備可以很容易實現(xiàn)互聯(lián)。

　?。ǘ?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/以太">以太網(wǎng)能實現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡與企業(yè)信息網(wǎng)絡的無縫連接，形成企業(yè)級管控一體化的全開放網(wǎng)絡。

　　（三）軟硬件成本低廉，由于以太網(wǎng)技術已經(jīng)非常成熟，支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持，有多種軟件開發(fā)環(huán)境和硬件設備供用戶選擇。

　　（四）通信速率高，隨著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模的擴大和復雜程度的提高，對信息量的需求也越來越大，有時甚至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸，目前以太網(wǎng)的通信速率為10M、100M的快速以太網(wǎng)開始廣泛應用，千兆以太網(wǎng)技術也逐漸成熟，10G以太網(wǎng)也正在研究，其速率比目前的現(xiàn)場總線快很多。

　?。ㄎ澹┛沙掷m(xù)發(fā)展潛力大，在這信息瞬息萬變的時代，企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理網(wǎng)絡，信息技術與通信技術的發(fā)展將更加迅速，也更加成熟，由此保證了以太網(wǎng)技術不斷地持續(xù)向前發(fā)展。

二、以太網(wǎng)應用于工業(yè)現(xiàn)場存在的主要問題

1、信息傳輸存在實時性差和不確定性

　　工業(yè)控制網(wǎng)絡要求具有比較高的實時性和確定性。而以太網(wǎng)采用帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議（CSMA／CD）以及二進制指數(shù)退避算法（BEB），因此必導致信息傳送的滯后，因其時間滯后是隨機的，這說明實質上以太網(wǎng)是一種非確定性的網(wǎng)絡系統(tǒng)。因此，對于響應時間要求嚴格的控制過程會存在產(chǎn)生碰撞的可能性，造成響應時間的不確定性，使信息不能按要求正常傳遞，無法滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡所要求的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和確定性。

2、以太網(wǎng)的可靠性差

　　安裝在工業(yè)現(xiàn)場的設備應該具有高可靠性，即能夠抗沖擊、耐振動、耐腐蝕、防塵、防水以及具有比較好的電磁兼容性。而傳統(tǒng)的以太網(wǎng)主要應用于辦公自動化領域，其所用插接件、集線器、交換機和電纜等都是為辦公室應用而設計的，抗干擾能力差，難以滿足工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境要求。

3、缺乏應用于工業(yè)控制領域的應用層協(xié)議

　　以太網(wǎng)標準僅僅定義了ISO／OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，即使再加上TCP／IP協(xié)議也只是提供了網(wǎng)絡層和傳輸層的功能。兩個設備要想正常通信必須使用相同的語言規(guī)則，也就是說還必須有統(tǒng)一的應用層協(xié)議。目前，商用計算機通信領域采用的應用層協(xié)議主要是FTP，Telnet，SMTP，HTTP等。這些協(xié)議所規(guī)定的數(shù)據(jù)結構等特性不符合工業(yè)控制現(xiàn)場設備之間的實時通信要求。因此，必須制定統(tǒng)一的適用于控制領域的應用層協(xié)議。