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以太网与现场总线技术 |
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| http://www.iianews.com 以太网 现场总线 技术 2008年08月20日 |
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工业网典型传输数据量（字节） 传输效率 工业网典型传输数据量（字节） 传输效率
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%
<以太网与PROFIBUS参数比较>
(3) 现场设备信息规范及功能规范
现场设备信息格式及功能描述规范称为”行规”(Profile), 行规可有效实现各种现场设备应用层互联。
例：PROFIBUS行规：
▼NC/RC行规 (机器人、数控行规)
▼各种速度驱动器的行规
▼操作员控制和过程监视 (HMI) 行规
▼对编码器的行规
▼控制器间通信的行规
▼楼宇自动化的行规
▼低压开关装置的行规
▼温度、压力、液位、流量变送器和定位器等行规
3. 以太网在自动化领域能走多远
以太网在工厂自动化管理层和车间监控层已得到广泛应用和用户认可，在设备层对实时性没有严格要求场合也有许多应用；如果以太网希望走的更远，能够全面进入工厂底层成为设备连接的主要网络技术，那么，以太网必须作出技术改进。
(1) 改进物理层
A. 传输介质应能提供多种工业级护套和铠装电缆、光纤等.
B. 各种防护等级工业级的接插件。
C. 应该具有总线供电及本质安全的解决方案, 用于流程控制及要求防爆功能的场合。
(2) 如何满足实时性和确定性要求? 提高带宽、减少碰撞是最直接的办法，有一定效果；但“尽量的快”和“一定快”是不同的。近年来，以太网在CSMA/CD技术基础上也有一些改进，如应用智能集线器、交换机技术等，但没有从机理上保证通信的实时性和确定性。
如何进一步解决这个问题？无非有软件为主和硬件为主的两种思路；硬件方案是设计新型智能网络交换设备，希望不要一味走增加带宽的老路；软件解决方案是在一定带宽资源基础上，由软件调度实现实时、确定性通信功能。
需要指出的是，以太网技术存在上述缺憾，不意味着以太网就不能在现场层应用，事实上以太网在很多对时间要求不是非常苛刻的现场层，已有很多成功应用范例。
(3) 成本：以太网进入现场层，单站点成本是必需考虑的因素；与目前现场总线（PROFIBUS、DeviceNet、ControlNet）产品竞争。
4. 以太网能否取代现场总线技术成为统一的工业网络标准
（1） 预测未来是最艰难的事；现场总线是专为工业现场层设备通信设计，是为自动化量体裁衣的技术。以太网设计初衷是办公网，用于数据处理。从技术比较出发似乎很容易得出结论。但技术发展受社会政治、经济影响，市场因素很大程度左右技术走向，回顾计算机发展历史，这种先例不胜枚举。因此，以太网在工厂自动化车间监控层及管理层将成为主要应用技术，特别是采用TCP/IP协议可与互连网Internet连接, 是未来eManufactory的技术基础。在设备层，在没有严格的时间要求条件下，以太网也可以有部分市场。在以太网能够真正解决实时性和确定性问题之前，大部分现场层仍然会首选现场总线技术。
（2） 一体化与多元化并存
面对这样一个多种工业总线技术并存的现状，我们应该有一个豁达的心态。哲学家告诉我们，一体化与多元化是一对互为依存的矛盾，将长时间共存与竞争；以太网反映了人们要求技术标准化、一体化的愿望，而现实是不能用一种技术覆盖各行业所有不同需求。IEC61158的发展历程就给了我们一个深刻的启示，我们必须学会面对一个多种工业总线技术竞争和共存的现实世界。
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