工业以太网现状与未来发展前景

1.工业以太网的现状

（1）技术改造

针对以太网在工业现场使用中面临的问题，现已出现了不少解决方案。如对以太网的数据链路层进行改进来实现实时性和确定性的要求，当然对其只是小改进或者变相的改进，而不能改动最基本的CSMA/CD介质访问方式，否则就改变了以太网的性质；采用能满足工业现场要求的连接方式来满足现场设备的安装和可靠性要求；至于在以太网上实现总线供电和防爆等技术还在进一步的开发和研究中。

（2）大公司增加开发力度

许多大公司都提出了工业以太网的实现方案，并且也陆续推出了自己的产品。比较有影响的如FF的高速以太网HSE、ROCKWELL公司的以太网工业协议Ethernet/IP、SIEMENS公司的PROFINET、SCHNEIDER公司的Modbus/TCP，以及IDA集团的分布式自动化接口（Interface for Distributed Automation，IDA）等。

（3）几种主要的工业以太网

1）Ethernet/IP：由ODVA、CI和IEA三个国际组织于2000年联合推出，ROCKWELL公司是其主要支持者。它基于以太网技术、TCP/IP技术和CIP（Control and Information Protocol）技术，因此兼具工业以太网和CIP网络的优点。

2）高速以太网（HSE）：现场总线基金会（FF）于2000年发布了HSE的技术规范，定位于实现控制网络与Internet的集成，由HSE链接设备将H1网段信息传送到以太网的主干上并进一步送到企业的ERP和管理系统。

3）PROFINET：由德国西门子公司于2001年发布。PROFINET的基础是组件技术，每一个设备都被看成是具有COM接口的自动化设备，简化了编程。PROFINET是中国国家标准，标准号：GB/Z 20541-2006。

4）Modbus/TCP：由SCHNEIDER公司于1999年公布，以一种非常简单的方式将Modbus框架潜入到TCP/IP结构中，基本上没有对Modbus协议本身进行修改，只是为了满足控制网络实时性的需要，改变了数据的传输方法和通信速率。Modbus/TCP是中国国家标准，标准号：GB/Z 19582.3-2008。(www.xing528.com)

5）EtherCat：由德国倍福BECKHOFF公司开发，并由EtherCAT技术组（EtherCAT TechnologyGroup，ETG）支持。它采用以太网帧，并以特定的环状拓扑发送数据；EtherCAT保留了标准以太网功能，并与传统IP协议兼容。

2.工业以太网的发展前景

由于各个国家各个公司的利益之争，虽然早在1984年国际电工技术委员会/国际标准协会（IEC/ISA）就开始着手制定现场总线的标准，但至今仍未完成统一的标准；很多公司也推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一。随着以太网技术的不断发展与进步，其有着逐步取代传统现场总线的趋势；以太网的传输速率以及其标准化和开放性对于有高速传输要求的现场总线也是一种提速，而工业自动化产品制造商也同样对以太网技术融合在不断进行探索。

因此可以说，工业以太网在工业通信网络中的使用将构建从底层的现场设备到控制层、企业管理决策层的综合自动化网络平台，从而消除企业内部的各种自动化孤岛。以太网作为21世纪未来工业网络的首选，将在控制层和现场设备级成为标准的高速工业网络，有着广泛的应用和发展前景。

以太网所具有的低成本、全开放、传输速率高及应用广泛等优点，使它在工业控制系统应用中拥有无可比拟的优势。应用于工业控制现场的固有缺陷如通信实时性、可互操作性、网络安全性等都已得到了很大程度的改善。

工业以太网用于控制网络的优势：

1）易于实现设备通信及远程访问：基于TCP/IP的以太网采用国际主流标准，协议开放，容易实现不同厂商设备之间的互连和互操作，容易实现远程访问和远程诊断等功能。

2）系统配置灵活：不同的传输介质可以灵活组合，支持冗余连接配置，不会因系统增大而出现不可预料的故障，有成熟可靠的系统安全体系。

但由于以太网还不能够完全解决实时性和确定性问题，大部分现场层仍然会首选现场总线技术。由于技术的局限和各个厂家的利益之争，这样一个多种工业总线技术并存、以太网技术不断渗透的现状还会维持一段时间，用户可以根据技术要求和实际情况来选择所需的解决方案。