以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術(shù)的比較

(1) 物理層
　　 　　現(xiàn)場總線
　　 　　A. 傳輸介質(zhì)：多數(shù)采用屏蔽雙絞電纜（RS-485）、光纖、同軸電纜，以解決長線傳輸、數(shù)據(jù)傳輸速率和電磁干擾等問題。也有無線傳輸方案，以適應(yīng)不同場合需要。
　　 　　B. 插件：各種防護等級工業(yè)級的接插件。
　　 　　B． 線供電及本質(zhì)安全：如IEC61158-2，用于流程控制及要求防爆功能的場合。
　　 　　D. 編碼：異步 NRZ、位同步曼徹斯特編碼等。
　　 　　E. 傳輸速率：9.6k~12M
　　 　　以太網(wǎng)
　　 　　A. 傳輸介質(zhì)：UTP3類線、UTP5類線、 屏蔽雙絞電纜、光纖、同軸電纜, 無線傳輸?shù)慕鉀Q方案。
　　 　　B. 插件：RJ45、AUI、BNC
　　 　　C. 總線供電及本質(zhì)安全：無。
　　 　　D. 編碼：同步、曼徹斯特編碼。
　　 　　E. 傳輸速率：10M、100M
　　 　　(2) 介質(zhì)訪問控制方式
　　 　　現(xiàn)場總線：
　　 　　現(xiàn)場總線的介質(zhì)訪問控制方式要滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的要求，即通信的實時性和確定性。確定性指站點每次得到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)間隔和時間是確定的；實時性指網(wǎng)絡(luò)分配給站點的服務(wù)時間和間隔可以保證站點完成它確定的任務(wù)。
　　 　　目前現(xiàn)場總線技術(shù)采用的介質(zhì)訪問控制方式主要有：令牌、主從、生產(chǎn)者/客戶（producer/consumer）
　　 　　以太網(wǎng)
　　 　　CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)是以太網(wǎng)（或IEEE802.3）采用的介質(zhì)訪問控制方式，如果不是這樣就不是以太網(wǎng)（或IEEE802.3）；比如采用令牌調(diào)度方式，應(yīng)是基于IEEE 802.4令牌總線網(wǎng)。
　　 　　根據(jù)CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)機理，它不能滿足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的實時性和確定性要求。由于以太網(wǎng)與CSMA/CD具有對等的技術(shù)內(nèi)涵，可以說以太網(wǎng)不是傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)要求的實時性和確定性網(wǎng)絡(luò)。
　　 　　
　　 　　（3）傳輸效率：不同網(wǎng)絡(luò)對報文長度有一個限制。在網(wǎng)絡(luò)報文中，除了有效傳輸數(shù)據(jù)之外，還有一些作為同步、地址、校驗等附加字段。有效數(shù)據(jù)字段與附加字段之比反映的網(wǎng)絡(luò)有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，或者說反映一次有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇鷥r。通常報文格式如下:
　　 　　<報文格式>
　　 　　傳輸效率=有效數(shù)據(jù)長/[全部附加字段長+有效數(shù)據(jù)長]
　　 　　
　 　 　　以太網(wǎng)全部附加字段長=26字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長=1500字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長=1字節(jié)（小于46時填0）最大傳輸效 率=1500/（1500+26）=98.3%最小傳輸效率=1/（1+26+45）=1.39% 現(xiàn)場總線PROFIBUS全部附加字段長=11字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長=244字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長=1字節(jié)最大傳輸效 率=244/（244+11）=95.69%最小傳輸效率=1/（1+11）=8.33%
　　 　　工業(yè)網(wǎng)典型傳輸數(shù)據(jù)量（字節(jié)） 傳輸效率 工業(yè)網(wǎng)典型傳輸數(shù)據(jù)量（字節(jié)） 傳輸效率
　　 　　8 11.11% 8 42.11%
　　 　　16 22.22% 16 59.26%
　　 　　24 33.33% 24 68.57%
　　 　　32 44.44% 32 74.42%
　　 　　40 55.55/5 40 78.43%
　　 　　48 64.86% 48 81.36%
　　 　　56 68.29% 56 83.58%
　　 　　64 71.11% 64 85.33%
　　 　　128 83.11% 128 92.09%
　　 　　<以太網(wǎng)與PROFIBUS參數(shù)比較>
　　 　　
　　 　　(3) 現(xiàn)場設(shè)備信息規(guī)范及功能規(guī)范
　　 　　現(xiàn)場設(shè)備信息格式及功能描述規(guī)范稱為”行規(guī)”(Profile), 行規(guī)可有效實現(xiàn)各種現(xiàn)場設(shè)備應(yīng)用層互聯(lián)。
　　 　　例：PROFIBUS行規(guī)：
　　 　　▼NC/RC行規(guī) (機器人、數(shù)控行規(guī))
　　 　　▼各種速度驅(qū)動器的行規(guī)
　　 　　▼操作員控制和過程監(jiān)視 (HMI) 行規(guī)
　　 　　▼對編碼器的行規(guī)
　　 　　▼控制器間通信的行規(guī)
　　 　　▼樓宇自動化的行規(guī)
　　 　　▼低壓開關(guān)裝置的行規(guī)
　　 　　▼溫度、壓力、液位、流量變送器和定位器等行規(guī)