以太网在工业中如何应用

❶ 工业以太网的网络应用

PROFInet可以提供办公室和自动化领域开放的、一致的连接。PROFInet方案覆盖了分散自动化系统的所有运行阶段，它主要包含以下方面：⑴高度分散自动化系统的开放对象模型（结构模型）；⑵基于Ethernet的开放的、面向对象的运行期通信方案（功能单元间的通信关系）；⑶独立于制造商的工程设计方案（应用开发）。PROFInet方案可以用一条等式简单而明了地描述：PROFInet=Profibus+具有PROFIBUS和IT标准Ethernet的开放的、一致的通信。
1.1 PROFInet设备的软件结构
PROFInet设备的软件覆盖了现场设备的整个运行期通信,基于模块化设计的软件包含若干通信层，每层都与系统环境一致。PROFInet软件主要包括一个RPC（Remote Procere Call）层，一个DCOM（Distributed Component Object Model）层和一个专门为PROFInet对象定义的层。PROFInet对象可以是ACCO（Active Connection Control Object）设备、RT auto（Runtime Automation）设备、物理设备或逻辑设备。软件中定义的实时数据通道提供PROFInet对象与以太网间的实时通信服务。PROFInet通过系统接口连接到操作系统（如WinCE），通过应用接口连接到控制器（如PLC）。
PROFInet的运行期软件位于一个目录固定的结构中，可以分为核心目录和系统应用目录。若通信开始而核心目录中的文件未改变，则系统应用目录中的部分文件必须重建。所有的系统应用都是指向系统接口和应用接口，实现PROFInet设备的各项功能。PROFInet设备的软件结构可以用图1描述如下：
PROFInet设备的软件结构决定了PROFInet设备可以从企业管理层到现场层直接、透明地访问，并且提供对TCP/IP协议的绝对支持。PROFInet技术使企业用户能够方便地对现有的系统进行扩展和集成，是一种优化的工业以太网通信标准。
1.2 PROFInet在现场设备上的移植
作为一种开放的资源，PROFInet软件通过移植到设备上的TCP/IP协议栈来完成在其他设备制造商的产品中快速而简单地实现。具体过程为：首先将开放资源的RPC接口连接到TCP/IP协议栈和设备操作系统中的系统集成；然后再将PROFInet协议栈的DCOM（Discrete Component Object Mole）机制集成到设备的操作系统中；最后实现物理设备和逻辑设备对象、运行期对象和活动控制连接对象的设备专用的DCOM应用。为单个部件组装PROFInet设备时还必须用XML创建相应的描述。
一个PROFInet设备的XML文件中应包括下列数据：
⑴PROFInet设备的名称和ID号；
⑵PROFInet设备的IP地址，诊断数据的访问方式和设备连接方式；
⑶PROFInet设备的硬件分配，设备接口以及为各接口定义的变量、数据类型与格式；
⑷PROFInet设备在整个工程中的保存地址。PROFInet设备将它的所有功能封装到其软件中，并提供变量接口与其它的PROFInet设备相连。变量接口的每个变量都代表一个确定的子功能，包括运行、输入/输出使能、复位、结束、停机、启动和错误。一个PROFInet设备中封装的可以是一个控制器、一个执行器甚至是一个控制网络。图2所示的PROFInet设备中封装了一个Profibus-DP控制网络。
PROFInet设备之间通过DCOM模块进行通信。在PROFInet设备连接编辑器的图形界面中可以方便地实现各PROFInet设备间的连接。一个具有冲洗、灌装、封口和包装4个环节的饮料生产厂家的生产流程可以用4个PROFInet设备串连连接实现（见图3）。
所有设备的接口都在PROFInet中做了一致的定义，因此都能够灵活地组合和重新使用，用户不必考虑各设备的内部运行机制。此外，PROFInet还集成了故障安全通信标准行规PROFIsafe，满足对人员、设备和环境的全面安全的需求，可用于故障安全应用。 PROFInet设备通信功能的实现是基于传统的Ethernet通信机制（如TCP或UDP），同时又采用RPC和DCOM机制进行加强。DCOM可视为用于基于RPC分布式应用的COM技术的扩展，可以采用优化的实时通信机制应用于对实时性要求苛刻的应用领域。在运行期间，PROFInet设备以DCOM对象的形式映像，通过对象协议机制确保了DCOM对象的通信。COM对象作为PDU以DCOM协议定义的形式出现在通信总线上。通过DCOM布线协议DCOM定义了对象的标识和具有有关接口和参数的方法，这样就可以在通信总线上进行标准化的DCOM信息包的传输。对于更高层次上的通信，PROFInet可以采用集成OPC（OLE for Process Control）接口技术的方式。
2.1 PROFInet的基本通信方式
PROFInet根据不同的应用场合定义了三种不同的通信方式：使用TCP/IP的标准通信；实时RT（Real-time）通信和同步实时IRT通信。PROFInet设备能够根据通信要求选择合适的通信方式。
PROFInet使用以太网和TCP/IP协议作为通信基础，在任何场合下都提供对TCP/IP通信的绝对支持。由于绝大多数工厂自动化应用场合对实时响应时间要求较高，为了能够满足自动化中的实时要求，PROFInet中规定了基于以太网层2的优化实时通信通道，该方案极大地减少了通信栈上占用的时间，提高了自动化数据刷新方面的性能。PROFInet不仅最小化了可编程控制器中的通信栈，而且对网络中传输数据也进行了优化。采用PROFInet通信标准，系统对实时应用的响应时间可以缩短到5～10ms。PROFInet同时还支持高性能同步运动控制应用,在该应用场合PROFInet提供对100个节点响应时间低于1ms的同步实时（IRT）通信，该功能是由层2上内嵌的同步实时交换芯片ERTEC提供的。PROFInet的通信循环如图4所示。
在PROFInet设备的一个通信循环周期内，既包括IRT实时通信，又包括TCP/IP标准通信。PROFInet通信技术在很多应用场合都能体现出其极大的优越性。工程实践表明，在同步运动控制场合采用PROFInet提供的IRT通信，系统性能将比采用现场总线方案提升近100倍。
2.2 PROFInet与OPC的集成
由于PROFInet与OPC均采用了DCOM通讯机制，因此PROFInet通讯技术可以很容易地与OPC接口技术集成，以实现数据在更高通信层次上的交换。OPC接口设备在工控领域的应用十分广泛，OPC接口技术定义了OPC DA（Data Access）与OPC DX（Data Exchange）两个通信标准，分别应用于传输实时数据和实现异类控制网络间数据的交换。在PROFInet中集成OPC DX接口可以实现一个开放的连接至其他系统，集成机制如下：
⑴ 基于PROFInet的实时通信机制，每个PROFInet节点可以作为一个OPC服务器被寻址；
⑵ 每个OPC服务器可以通过标准接口而作为一个PROFInet节点被操作。PROFInet的功能性远比OPC优越，PROFInet技术与OPC接口技术的集成不仅可以实现自动化领域对实时通信的要求，还可以实现系统之间在更高层次上的交互。 PROFInet是一种优越的通信技术，并已成功地应用于分布式智能控制。PROFInet为分布式自动化系统结构的实现开辟了新的前景，可以实现全厂工程彻底模块化，包括机械部件、电气/电子部件和应用软件。PROFInet支持各种形式的网络结构，使接线费用最小化，并保证高度的可用性。此外，特别设计的工业电缆和耐用的连接器满足EMC和温度要求并形成标准，保证了不同制造设备之间的兼容性。
PROFInet不仅可以应用于分布式智能控制，而且还逐渐进入到过程自动化领域。在过程自动化领域，PROFInet针对工业以太网总线供电以及以太网本质在安全领域应用的问题正在形成标准或解决方案，采用PROFInet集成的Profibus现场总线可以为过程自动化工业提供优越的解决方案（如图5所示）：
采用PROFInet通讯技术，不仅可以集成Profibus现场设备，还可以通过代理服务器（Proxy）实现其它种类的现场总线网络的集成。采用这种统一的面对未来的设计概念，工厂内各部件都可以作为独立模块预先组装测试，然后在整个系统中轻松组装或在其他项目中重复使用。譬如对于一个汽车生产企业而言，PROFInet支持的实时解决方案完全可以满足车体车间、喷漆车间和组装部门等对响应时间的要求，在机械工程及发动机和变速箱生产环节中的车床同步等方面则可使用PROFInet的同步实时功能。
选择正确的工业以太网要考虑哪些因素？简单的来说，要从工业以太网通讯协议、电源、通信速率、工业环境认证考虑、安装方式、外壳对散热的影响、简单通信功能和通信管理功能、电口或光口的考虑。信号强弱、端口设置、出错报警、串口使用、主干（TrunkingTM)冗余、环网冗余、服务质量（QoS）、虚拟局域网（VLAN）、简单网络管理协议（SNMP）、端口镜像等等其他工业以太网管理交换机中可以提供的功能。
从快速生成树冗余（RSTP）、环网冗余（RapidRingTM）到主干冗余（TrunkingTM），
工业以太网设备包括以下几个重要部分。
工业以太网集线器
工业以太网非管理型交换机
工业以太网管理型交换机
工业以太网管理型冗余交换机
高级的管理型冗余交换机提供了一些特殊的功能，特别是针对有稳定性、安全性方面严格要求的冗余系统进行了设计上的优化。构建冗余网络的主要方式主要有以下几种，STP、RSTP；环网冗余RapidRingTM以及Trunking。
1工业以太网 STP及RSTP
STP(Spanning Tree Protocol，生成树算法，IEEE 802.1D），是一个链路层协议，提供路径冗余和阻止网络循环发生。它强令备用数据路径为阻塞（blocked）状态。如果一条路径有故障，该拓扑结构能借助激活备用路径重新配置及链路重构。网络中断恢复时间为30-60s之间。RSTP（快速生成树算法，IEEE 802.1w）作为STP的升级，将网络中断恢复时间，缩短到1-2s。生成树算法网络结构灵活，但也存在恢复速度慢的缺点。
2 工业以太网环网冗余
为了能满足工控网络实时性强的特点，RapidRing孕育而生。这是在工业以太网网络中使用环网提供高速冗余的一种技术。这个技术可以使网络在中断后300ms之内自行恢复。并可以通过工业以太网交换机的出错继电连接、状态显示灯和SNMP设置等方法来提醒用户出现的断网现象。这些都可以帮助诊断环网什么地方出现断开。
RapidRingTM也支持两个连接在一起的环网，使网络拓朴更为灵活多样。两个环通过双通道连接，这些连接可以是冗余的，避免单个线缆出错带来的问题。
3 工业以太网主干冗余
将不同交换机的多个端口设置为Trunking主干端口，并建立连接，则这些工业以太网交换机之间可以形成一个高速的骨干链接。不但成倍的提高了骨干链接的网络带宽，增强了网络吞吐量，而且还还提供了另外一个功能，即冗余功能。如果网络中的骨干链接产生断线等问题，那么网络中的数据会通过剩下的链接进行传递，保证网络的通讯正常。Trunking主干网络采用总线型和星型网络结构，理论通讯距离可以无限延长。该技术由于采用了硬件侦测及数据平衡的方法，所以使网络中断恢复时间达到了新的高度，一般恢复时间在10ms以下。 集线器
相信绝大多数人都熟悉集线器。很多人使用这种简易设备去连接各种基于以太网的设备，如个人计算机，可编程控制器等。集线器接收到来自某一端口的消息，再将消息广播到其它所有的端口。对来自任一端口的每一条消息，集线器都会把它传递到其它的各个端口。在消息传递方面，集线器是低速低效的，可能会出现消息冲突。然而，集线器的使用非常简单－实际上可以即插即用。集线器没有任何华而不实的功能，也没有冗余功能。
交换机
管理型
以太网连接设备发展的下一代产品是管理型交换机。相对集线器和非管理型交换机，管理型交换机拥有更多更复杂的功能，价格也高出许多－通常是一台非管理型交换机的3～4倍。管理型交换机提供了更多的功能，通常可以通过基于网络的接口实现完全配置。它可以自动与网络设备交互，用户也可以手动配置每个端口的网速和流量控制。一些老设备可能无法使用自动交互功能，因此手动配置功能是必不可缺的。
绝大多数管理型交换机通常也提供一些高级功能，如用于远程监视和配置的SNMP（简单网络管理协议），用于诊断的端口映射，用于网络设备成组的VLAN（虚拟局域网），用于确保优先级消息通过的优先级排列功能等。利用管理型交换机，可以组建冗余网络。使用环形拓扑结构，管理型交换机可以组成环形网络。每台管理型交换机能自动判断最优传输路径和备用路径，当优先路径中断时自动阻断（block）备用路径。
非管理型
集线器的发展产生了一种叫非管理型交换机的设备。它能实现消息从一个端口到另一个端口的路由功能，相对集线器更加智能化。非管理型交换机能自动探测每台网络设备的网络速度。另外，它具有一种称为“MAC地址表”的功能，能识别和记忆网络中的设备。换言之，如果端口2收到一条带有特定识别码的消息，此后交换机就会将所有具有那种特定识别码的消息发送到端口2。这种智能避免了消息冲突，提高了传输性能，相对集线器是一次巨大的改进。然而，非管理型交换机不能实现任何形式的通信检测和冗余配置功能。

❷ ie工业以太网主要应用在什么层面上

随着生产过程自动化水平的提高及网络建设的同步跟进，不少企业网络已覆盖到企业的各厂和各个车间，使现场设备层及生产监控层的DCS、PLC系
统各个功能有可能得到更好的利用，为充分发挥信息在企业管理中的效益提供了良好的环境。因此建立统一的信息管理平台，使有使用价值的信息不致沉淀及流失，
从更高层次发挥管理信息的效益是高层管理人员普遍关注的。信息平台建设是为指导发展生产服务的，为了提高科学管理和决策水平，建设重点应放在主线上。

❸ 工业以太网大致性能

工业以太网的通信架构通常都以主、从站的方式进行搭建，且通过标准的硬件接口以实现设备互连。但这样的方式通常受限于不兼容的通信协议，即主、从站都需要使用相同的通信协议，才能通信，并且不同的工业环境及设备对通讯传输性能的需求也不同，以下将从使用性能，适用环境，应用设备等角度，阐述常用的工业以太网通讯协议。

极高的硬实时性能以及同步通信要求，一般循环周期在25μs左右，抖动限制在纳秒级，在跨Sercos III网络的通信中严格严格控制循环间隔，为给定的应用选择循环时间，范围从31.25μs到65ms。

(3)以太网在工业中如何应用扩展阅读：

注意事项：

确定所用的接头、电缆，采用集线器还是交换机，分配了IP，就可以在站点间通讯了。现在需要考虑OSI高层的兼容性。这儿推荐的工业自动化协议有Ethernet/IP、iDA、PROFInet和Modbus/TCP。

电源接头以及其他设备连接件需要连接牢固，并经常检查线路的牢固性，保持光纤插座和插头的清洁，设备工作时，不要直视光纤的断面。

注意设备清洁，必要时可以用棉布擦拭，设备出现故障时，为了安全起见不要自行维修。

❹ 工业以太网交换机的应用领域

工业以太网交换机市场主要应用在电力自动化、工厂自动化、煤矿自动化、轨道交通、风能风电等领域，其次是冶金，石油石化，道路交通控制自动化，楼宇自动控制系统，油田控制自动化，水电站控制自动化，机房监控系统，水利监控，环保监控等工控自动场所。工业以太网交换机以其较高的防护等级（一般IP40)、较强的电磁兼容性（EMS 4级）、稳定的工作性能而应用在一些环境条件苛刻的工业现场，为工业通信提供有力的保障。
从品牌优势上来讲，国外以赫斯曼、施耐德、西门子等品牌为最佳，但过高的价格让应用商止步。相比来说国内的工业以太网交换经过高速的发展，无论是性能还是价格都是一个很不错的选择，而这之中以东土科技、兆越、卓越信通、深圳振兴通讯、Opticfiber、武汉迈威、深圳三旺等品牌的交换机应用最为广泛.在两者之间的较多选择以台湾研华和moxa为主。

安装机械图

❺ 工业以太网和普通以太网什么区别，工业以太网的用在什么地方

1、与工业环境相比，以太网可用于更多的办公室。办公室以太网是为基本级别设计的，而工业以太网可以考虑多个级别，并可在较重的环境中使用。
2、工业以太网更适合处理工厂噪音、工厂流程和更恶劣的环境，甚至可以更好地响应工厂车间的数据冲突。
3、工业以太网技术中的电缆和连接器也可能有所不同。例如，工业环境中使用的连接器不会像实时自动化中报告的那样成为基本的锁定机构。由于环境恶劣，需要更重的锁定机构。在重型应用中通常需要密封连接器。
4、商业或办公室以太网与工业以太网之间的布线也可以不同。轻型工业电缆可以比传统以太网电缆具有更高的质量。重型电缆周围使用的护套和金属也提高了质量，使它们更耐用。

标准以太网本身不是确定性的，但是工业环境需要确定性。确保数据传输和接收的有效性、实时性等，如果设备之间的数据丢失或数据延迟，则可能会导致灾难性后果，例如生产过程中的重大缺陷。

❻ 工业应用中广泛采用以太网存在哪些问题@中国传动网

首先，以太网最初是为办公自动化应用而开发的，是一种非确定性的网络，并且工作环境往往很好。而工业应用中的部分数据传输实时性要求很高，否则会发生事故；并且工业应用的环境比较恶劣，比如强震动、高温或低温、高湿度、强电磁干扰等。其次，以太网是介质访问控制（MAC－MediumAccessControl）协议使用带碰撞检测的载波侦听多址访问（CSMA／CD－CarrierSense／）的网络的统称，它本身并不提供标准的面向工业应用的应用层协议。所以，为了满足工业应用的要求，必须在以太网技术和TCP／IP技术的基础上做进一步的工作。概括的说，对于前一个问题，解决方法是做一些改进，使得以太网能够实现确定性通信，并且能在恶劣环境下正常工作；对于后一个问题，解决方法由3种：一种是把现有的工业应用协议与以太网、TCP／IP集成在一起；另外一种是在以太网和现有的工业网络之间安装网关，进行协议转换；还有一种方法是干脆重新开发应用层协议。
目前，已经形成较有影响的工业以太网有基金会现场总线高速以太网（FFHSE－FoundationFieldbusHigh－SpeedEthernet）、Ethernet／IP、PROFINET、ModbusTCP／IP等。
多种工业以太网的存在有带来一个新的问题：各种工业以太网使用的工业应用层协议互不兼容，虽然这些协议都可以在同一个以太网上运行，但是为不类型的工业以太网开发的设备之间仍然无法实现互操作。为了解决这些问题，用于过程控制的对象连接与嵌入［OPC－ObjectLinkingandEmbedding（OLE）forProcessControl］基金会与2003年6月发布了OPC数据交换（OPCDX－OPCDataeXchangs）标准。OPC基金会是一个致力于提高自动化系统中的互操作性的非盈利组织，它所制定的OPC系列标准是在微软的组件对象模型（COM－ComponentObjectModle）、分布式组件对象模型（DCOM－）及OLE的基础上制定的关于工业自动化软件开发的一系列标准。
目前在工业应用中，信息层网络大量用的是以太网，通常使用商用以太网。在控制层，工业以太网也已经有许多应用，并且增长很迅速。在设备层，工业以太网的应用还不是很多。虽然用以太网来连接变频器、机器人等复杂设备还是比较合适的，但用以太网连接简单的传感器或执行器还体现不出自身的优势。不过，随着因特网的迅猛发展、以太网技术的不断进步、工厂网络体系结构的进一步扁平化，在未来的工业应用中，出现以太网“一网打尽”的局面也是可能的。

❼ 工业以太网的问题分析

⑴在传统工业工业以太网中上下网段使用不同的协议无法互操作，所以使用一层防火墙防止来自外部的非法访问，但工业以太网将控制层和管理层连接起来，上下网段使用相同的协议，具有互操作性，所以使用两级防火墙，第二级的防火墙用于屏蔽内部网络的非法访问和分配不同权限合法用户的不同授权。另外还可用根据日志记录调整过滤和登录策略。
要采取严格的权限管理措施，可以根据部门分配权限，也可以根据操作分配权限。由于工厂应用专业性很强，进行权限管理能有效避免非授权操作。同时要对关键性工作站的操作系统的访问加以限制，采用内置的设备管理系统必须拥有记录审查功能，数据库自动记录设备参数修改事件：谁修改，修改的理由，修改之前和之后的参数，从而可以有据可查。
⑵在工业以太网的应用中可以采用加密的方式来防止关键信息窃取。主要存在两种密码体制：对称密码体制和非对称密码体制。对称密码体制中加密解密双方使用相同的密钥且密钥保密，由于在通信之前必须完成密钥的分发，该体制中这一环节是不安全的。所以采用非对称密码体制，由于工业以太网发送的多为周期性的短信息，所以采用这种加密方式还是比较迅速的。对于工业以太网来说是可行的。还要对外部节点的接入加以防范。
⑶工业以太网的实时性主要是由以下几点保证：限制工业以太网的通信负荷，采用100M的快速以太网技术提高带宽，采用交换式以太网技术和全双工通信方式屏蔽固有的CSMA/CD机制。随着网络的开放互连和自动化系统大量IT技术的引入，加上TCP/IP协议本身的开放性和层出不穷的网络病毒和攻击手段，网络安全可以成为影响工业以太网实时性的一个突出问题。
1）病毒攻击
在互联网上充斥着类似Slammer、“冲击波”等蠕虫病毒和其它网络病毒的袭击。以蠕虫病毒为例，这些蠕虫病毒攻击的直接目标虽然通常是信息层网络的PC机和服务器，但是攻击是通过网络进行的，因此当这些蠕虫病毒大规模爆发时，交换机、路由器会首先受到牵连。用户只有通过重启交换路由设备、重新配置访问控制列表才能消除蠕虫病毒对网络设备造成的影响。蠕虫病毒攻击能够导致整个网络的路由震荡，这样可能使上层的信息层网络部分流量流入工业以太网，加大了它的通信负荷，影响其实时性。在控制层也存在不少计算机终端连接在工业以太网交换机，一旦终端感染病毒，病毒发作即使不能造成网络瘫痪，也可能会消耗带宽和交换机资源。
2） MAC攻击
工业以太网交换机通常是二层交换机，而MAC地址是二层交换机工作的基础，网络依赖MAC地址保证数据的正常转发。动态的二层地址表在一定时间以后（AGE TIME）会发生更新。如果某端口一直没有收到源地址为某一MAC地址的数据包，那么该MAC地址和该端口的映射关系就会失效。这时，交换机收到目的地址为该MAC地址的数据包就会进行泛洪处理，对交换机的整体性能造成影响，能导致交换机的查表速度下降。而且，假如攻击者生成大量数据包，数据包的源MAC地址都不相同，就会充满交换机的MAC地址表空间，导致真正的数据流到达交换机时被泛洪出去。这种通过复杂攻击和欺骗交换机入侵网络方式，已有不少实例。一旦表中MAC地址与网络段之间的映射信息被破坏，迫使交换机转储自己的MAC地址表，开始失效恢复，交换机就会停止网络传输过滤，它的作用就类似共享介质设备或集线器，CSMA/CD机制将重新作用从而影响工业以太网的实时性。
交换机安全技术
信息层网络采用的交换机安全技术主要包括以下几种。
流量控制技术 ，把流经端口的异常流量限制在一定的范围内。访问控制列表（ACL）技术 ，ACL通过对网络资源进行访问输入和输出控制，确保网络设备不被非法访问或被用作攻击跳板。安全套接层（SSL） 为所有 HTTP流量加密，允许访问交换机上基于浏览器的管理 GUI。802.1x和RADIUS 网络登录 控制基于端口的访问，以进行验证和责任明晰。源端口过滤只允许指定端口进行相互通信。Secure Shell （SSHv1/SSHv2） 加密传输所有的数据，确保IP网络上安全的CLI远程访问。安全FTP 实现与交换机之间安全的文件传输，避免不需要的文件下载或未授权的交换机配置文件复制。不过，应用这些安全功能仍然存在很多实际问题，例如交换机的流量控制功能只能对经过端口的各类流量进行简单的速率限制，将广播、组播的异常流量限制在一定的范围内，而无法区分哪些是正常流量，哪些是异常流量。同时，如何设定一个合适的阈值也比较困难。一些交换机具有ACL，但如果ASIC支持的ACL少仍旧没有用。一般交换机还不能对非法的ARP（源目的MAC为广播地址）进行特殊处理。网络中是否会出现路由欺诈、生成树欺诈的攻击、802.1x的DoS攻击、对交换机网管系统的DoS攻击等，都是交换机面临的潜在威胁。
在控制层，工业以太网交换机，一方面可以借鉴这些安全技术，但是也必须意识到工业以太网交换机主要用于数据包的快速转发，强调转发性能以提高实时性。应用这些安全技术时将面临实时性和成本的很大困难，以太网的应用和设计主要是基于工程实践和经验，网络上主要是控制系统与操作站、优化系统工作站、先进控制工作站、数据库服务器等设备之间的数据传输，网络负荷平稳，具有一定的周期性。但是，随着系统集成和扩展的需要、IT技术在自动化系统组件的大力应用、B/S监控方式的普及等等，对网络安全因素下的可用性研究已经十分必要，例如猝发流量下的工业以太网交换机的缓冲区容量问题以及从全双工交换方式转变成共享方式对已有网络性能的影响。所以，另一方面，工业以太网必须从自身体系结构入手，加以应对。

❽ 工业以太网有哪些好处

（一）应用广泛 以太网是应用最广泛的计算机网络技术，几乎所有的编程语言如Visual C++、Java、VisualBasic等都支持以太网的应用开发。 （二）通信速率高 目前，10、100 Mb/s的快速以太网已开始广泛应用，1Gb/s以太网技术也逐渐成熟，而传统的现场总线最高速率只有12Mb/s（如西门子Profibus-DP）。显然，以太网的速率要比传统现场总线要快的多，完全可以满足工业控制网络不断增长的带宽要求。 （三）资源共享能力强 随着Internet/ Intranet的发展，以太网已渗透到各个角落，网络上的用户已解除了资源地理位置上的束缚，在联人互联网的任何一台计算机上就能浏览工业控制现场的数据，实现“控管一体化”，这是其他任何一种现场总线都无法比拟的。 （四）可持续发展潜力大 以太网的引人将为控制系统的后续发展提供可能性，用户在技术升级方面无需独自的研究投入，对于这一点，任何现有的现场总线技术都是无法比拟的。同时，机器人技术、智能技术的发展都要求通信网络具有更高的带宽和性能，通信协议有更高的灵活性，这些要求以太网都能很好地满足。

❾ 工业以太网与普通以太网的联系与区别

一、指代不同

1、工业以太网：是基于IEEE 802.3(Ethernet)的强大的区域和单元网络。提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。

2、普通以太网：是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。

二、原理不同

1、工业以太网：为了能满足工控网络实时性强的特点，RapidRing孕育而生。这是在工业以太网网络中使用环网提供高速冗余的一种技术。可以使网络在中断后300ms之内自行恢复。并可以通过工业以太网交换机的出错继电连接、状态显示灯和SNMP设置等方法来提醒用户出现的断网现象。

2、普通以太网：使用1-坚持CSMA/CD算法，即当站有帧要发送时要侦听介质，一旦介质变为空闲便立即发送。发送的同时监测信道上是否有冲突。如果有冲突，则立即终止传输，并发出一个短冲突加强信号，再等待一段随机时间后重发。

三、特点不同

1、工业以太网：具有价格低廉、稳定可靠、通信速率高、软硬件产品丰富、应用广泛以及支持技术成熟等优点，已成为最受欢迎的通信网络之一。

2、普通以太网：应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。

❿ 现场总线与工业以太网在应用上的区别

Vicre Elmite 10:01:20
一般说来工业以太网用在管理层面，比如工厂－车间－控制设备的各个层面可以建立以太网并且在各个层次间建立通讯，但是各个现场控制点象各种传感器、变送器、控制阀、执行机构等等与控制设备的联系却是点对点的，即控制设备必须通过大量I/O接口与各个现场控制点联系。
而现场总线中各个现场控制点之间是以网络形式连接的，并且采用总线形式，可以在任意位置上与控制设备通讯。
简单来说就是在控制现场，传统的通讯方式类似与电信局，而现场总线则类似于互联网。
Vicre Elmite 10:05:05
工业以太网中任意设备都是平等共享网络带宽的；
而现场总线则依据设备性能有可能使用轮询、令牌等方式使用带宽，而且现场总线上至少有一台网络控制器或上位机来控制总线上的通讯。
Vicre Elmite 10:07:17
现场总线是直接面向控制对象的，例如SIEMENS的ProfiBus-DP以及ASI，前者连接PLC或者变频器，后者一般是ASI接近开关、光电开关等，而把上述若干独立的系统再要连接通讯的话，通常采用工业以太网络连接，而且一般都会配有上位机，此网络与一般的以太网并没有本质上的区别。

由于世界上同时存在着8种之多的现场总线标准，而且彼此也不通用，这样就违背了现场总线的开放的原则，所以，现在寻求采用技术上比较成熟的以太网引入工业控制中，但要解决的问题是以太网的时间延迟，不可靠性等问题，而且以太网在速度上有优势！工业以太网的发展是应需求而生的.现在以太网在局域网市场中已经占有80%强份额,有着良好的IT技术基础,又具有开放的特点,新一代以太网技术很好的解决了传统以太网延时和不确定的问题,正好满足全厂的信息系统一网到底的需求,足够的网络带宽保证视频\语音\数据三网合一成为可能.专为适合工业环境设计的网络产品,一切的一切使工业通讯依赖以太网成为趋势!另外,提醒各位,现在大家似乎把工业以太网的可用性问题都集中在了交换机上,可实际上连接器件的也有着不能忽视的作用,一个的工业网络产品供应商,他的接插件同样为工业打造,这才叫专业!各位专业人士请不要忽略任何一个细节.

实际上现场总线主要是实时性、可靠性比传统的工业以太网高很多，比如对实时性、数据传送可靠性要求高的场合就只有使用现场总线了，主要是用在现场一级，以及现场一级设备装置之间的信息交换、控制；而工业以太网是随着ＩＴ技术的飞速发展，以太网在工业自动化控制中的应用而生，但是由于一直存在数据通信实时性、可靠性以及网络阻塞等问题，因此主要是应用在车间级及工厂级上层网络监控之用，不过随着各技术的进步，工业以太网在解决上述问题已取得了巨大的进步，因此在当前有取代过去多种现场总线的趋势！！

以太网是一种介质，其速度快，应用广泛为优势。很早以前就有将以太网用作现场总线的做法，然而，以太网的资源得不到有效的利用，速度快但传输效率低下，不可靠等特点并不适合现场的应用要求。但是，目前通过对以太网协议的修改，有些方案大大改善了以太网的缺点，如通过修改分布式报文结构和传输方式，使以太网的高速率传输得到充分应用，拓扑结构更为灵活，方便现场布线，通过设立专用通道保证实时性，达到微秒级的循环时间，完全利用PC控制中PC资源。另外，随着PC技术和IT的发展，以太网物理层的很多通用部件成本越来越低。以更低的价格和更高的效率，满足现场的诸多应用。何乐而不为呢？但是，好像目前国内的以太网的应用都停留在交换机上，其不是协议....其实经过修改的以太网解决方案已经大大改善了大家讨论的以太网的劣势。
Vicre Elmite 10:10:15
控制领域的通讯标准之争，这几年是越演越列，各有长短却无法统一，所以现场总线到底是什么，很难有个明确的定义。有人认为这是个概念，只要能实现现场信号互交就是现场总线；也有人认为是一种技术，必须采用某种技术或协议。角度不同，认识也不同。
其实同一种东西用在不同场合给人的印象也不同，比如用在航空器上的控制系统，无论它是怎样联系的，总难让人和“现场”联系起来；另外在楼宇自动化中也有采用“现场总线”概念的，但和工业控制系统比差别却很大。

Vicre Elmite 10:10:39
现场总线，主要体现的是优先级的策略，传输的距离和适应恶劣环境的要求也有相对的优势。
Vicre Elmite 10:11:22
工业以太网中任意设备都是平等共享网络带宽的；
而现场总线则依据设备性能有可能使用轮询、令牌等方式使用带宽，而且现场总线上至少有一台网络控制器或上位机来控制总线上的通讯。

就是这么回事。

其实我觉得现场总线与工业以太网之间最大的区别就在于“现场”二字，在控制设备以下不能用以太网，控制设备以上的联网就五花八门了，如果不计权限、内容，一些特大型企业据说可以连到国家财政部主机。
Vicre Elmite 10:16:19
设置，参考说明书，任何一套自动化设备（太多行业应用了，也不知道你说那一种啊）都配有设置图解，这个自己想办法看公司生产设备的说明书。。。。。。