以太网络技术在工业控制领域的应用与发展

　　随着经济的发展和自动化办公信息网络的进步，企业综合自动化、管控一体化已成为企业生存和发展的必尤之路。以太网可方便实现办公自动化网络与工业控制网络的无缝连接的优势，可以使电子商务与工业生产控制现场紧密结合，实现真正意义上的企业管控一体化。

　　以太网技术引入工业控制领域，其技术优势非常明显：

　　（一）Ethernet是全开放、全数字化的网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联。

　　（二）以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络。

　　（三）软硬件成本低廉，由于以太网技术已经非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。

　　（四）通信速率高，随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高，对信息量的需求也越来越大，有时甚至需要音频、视频数据的传输，目前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网开始广泛应用，千兆以太网技术也逐渐成熟，10G以太网也正在研究，其速率比目前的现场总线快很多。

　　（五）可持续发展潜力大，在这信息瞬息万变的时代，企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络，信息技术与通信技术的发展将更加迅速，也更加成熟，由此保证了以太网技术不断地持续向前发展。

二、以太网应用于工业现场存在的主要问题

1、信息传输存在实时性差和不确定性

　　工业控制网络要求具有比较高的实时性和确定性。而以太网采用带冲突检测的载波侦听多路访问协议（CSMA／CD）以及二进制指数退避算法（BEB），因此必导致信息传送的滞后，因其时间滞后是随机的，这说明实质上以太网是一种非确定性的网络系统。因此，对于响应时间要求严格的控制过程会存在产生碰撞的可能性，造成响应时间的不确定性，使信息不能按要求正常传递，无法满足工业控制网络所要求的数据传输的实时性和确定性。

2、以太网的可靠性差

　　安装在工业现场的设备应该具有高可靠性，即能够抗冲击、耐振动、耐腐蚀、防尘、防水以及具有比较好的电磁兼容性。而传统的以太网主要应用于办公自动化领域，其所用插接件、集线器、交换机和电缆等都是为办公室应用而设计的，抗干扰能力差，难以满足工业现场的恶劣环境要求。

3、缺乏应用于工业控制领域的应用层协议

　　以太网标准仅仅定义了ISO／OSI参考模型的物理层和数据链路层，即使再加上TCP／IP协议也只是提供了网络层和传输层的功能。两个设备要想正常通信必须使用相同的语言规则，也就是说还必须有统一的应用层协议。目前，商用计算机通信领域采用的应用层协议主要是FTP，Telnet，SMTP，HTTP等。这些协议所规定的数据结构等特性不符合工业控制现场设备之间的实时通信要求。因此，必须制定统一的适用于控制领域的应用层协议。