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工業以太網技術
在現在，毫無疑問，以太網和 TCP/IP 協議已越來越多地被工業自動化技術所接受。其主要技術優勢包括快速以太網、jiaohuanshihequanshuanggongtongxunyijiangguoqudeyitaiwangzhuanbianweiqiangdadetongxunxitong，bingshoudaolegongyeyonghuhezhizaoshangdeqinglai。raner，gongyezidonghuatongyideyingyongxieyiguifanzhimengquexiandenameyaobukeji。shijishangdangxianchangzongxianjishuganggangchuxiandeshihouyezengchuxianguodewenti，“是否將出現一個統一的標準?” 在這個時候又被問到工業以太網上。答案是非常明確的－“不可能”。事實上目前已經出現了14種不同的工業以太網協議。
以太網究竟提供了什麼？
辦公室網絡的集成，IT功能，Internet/Intranet，遠程訪問。這些是由基於TCP/IP的以太網之上的應用層協議提供的，例如SNMP, FTP, MIME, HTTP等。通訊一般是通過路由器和服務器進行IP尋址和TCP傳輸。 高速帶寬，大數據包可支持越來越多的設備進行通訊
支持同步的快速的實時通訊，可用於運動控製等對實時性要求極高的應用。 連接和尋址更多和範圍更大的設備 統一的以太網網絡結構 與製造執行係統(MES) 的連接 共同特性
盡管不同協議在第7層上有不同的實現方式，但還是有一定的共性。其共性包括共同的 1-4 層標準例如以太網 IEEE 802.xx 數據傳輸技術 ( 第1層 ) 、總線訪問技術 (CSMA/CD, 第 2 層 ) 、網間協議 (IP ，第3層 ) 和 TCP 與 UDP 協議 ( 第4層 ) 。另外在第 7 層也能找到一些共同的元素，包括一些得到廣泛接受並使用的 IT 標準：超文本傳輸協議 (http) 、文件傳輸協議 (FTP) 和簡單網絡管理協議 (SNMP) 等。
差異
其不同之處主要體現在總體通訊結構、第 7 層工業應用協議、對象模式和係統配置的工程模式方麵。不同的概念可被歸結兩大類：封裝係統，例如： Ethernet/IP, Foundation Fieldbus HSE, Modbus-TCP ；和分布式自動化概念，例如 ProfiNet 。
封裝技術
封裝的概念是將報文裝入 ( 或嵌入 )TCP 或 UDP 容器。典型的例子就是由羅克韋爾和 ODVA 開發的 EtherNet/IP ，由現場總線基金會開發的高速以太網 (HSE), 還有 Modbus-TCP 。在這些概念中，現場總線報文基本不變而在通過以太網發送之前作為“用戶數據”嵌入 TCP/UDP 幀(zhen)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)優(you)勢(shi)在(zai)於(yu)將(jiang)以(yi)太(tai)網(wang)的(de)強(qiang)大(da)功(gong)能(neng)和(he)可(ke)擴(kuo)展(zhan)的(de)通(tong)訊(xun)媒(mei)體(ti)與(yu)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)完(wan)美(mei)地(di)結(jie)合(he)起(qi)來(lai)，而(er)無(wu)需(xu)對(dui)整(zheng)個(ge)通(tong)訊(xun)結(jie)構(gou)和(he)工(gong)程(cheng)工(gong)具(ju)進(jin)行(xing)修(xiu)改(gai)。另(ling)一(yi)個(ge)優(you)勢(shi)是(shi)，這(zhe)種(zhong)規(gui)範(fan)不(bu)需(xu)要(yao)進(jin)行(xing)很(hen)長(chang)時(shi)間(jian)的(de)開(kai)發(fa)。因(yin)此(ci)首(shou)批(pi)產(chan)品(pin)已(yi)經(jing)開(kai)始(shi)供(gong)貨(huo)並(bing)用(yong)於(yu)工(gong)業(ye)現(xian)場(chang)。另(ling)外(wai)它(ta)還(hai)便(bian)於(yu)實(shi)現(xian)對(dui)相(xiang)應(ying)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)協(xie)議(yi)的(de)後(hou)向(xiang)兼(jian)容(rong)。在(zai)這(zhe)種(zhong)概(gai)念(nian)中(zhong)，以(yi)太(tai)網(wang)主(zhu)要(yao)被(bei)當(dang)作(zuo)一(yi)種(zhong)新(xin)的(de)傳(chuan)輸(shu)技(ji)術(shu)，作(zuo)為(wei)已(yi)有(you)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)諸(zhu)如(ru) DeviceNet, ControlNet, Modbus, Foundation Fieldbus H1 的互補或結合。
分布式自動化係統
第(di)二(er)類(lei)工(gong)業(ye)以(yi)太(tai)網(wang)的(de)目(mu)標(biao)是(shi)滿(man)足(zu)全(quan)新(xin)的(de)分(fen)布(bu)式(shi)智(zhi)能(neng)自(zi)動(dong)化(hua)概(gai)念(nian)的(de)通(tong)訊(xun)需(xu)要(yao)。在(zai)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)中(zhong)，整(zheng)個(ge)應(ying)用(yong)分(fen)散(san)在(zai)多(duo)個(ge)通(tong)過(guo)以(yi)太(tai)網(wang)連(lian)接(jie)的(de)集(ji)散(san)式(shi)控(kong)製(zhi)器(qi)中(zhong)。 Profinet 僅通過以太網實現對時間要求不嚴格的控製功能，而用網關概念連接用於嚴格實時通訊的 Profibus 係統。
實時性 vs IT功能
以太網TCP/IP通訊是非確定性的，其響應時間通常超過100ms。遠程I/O需要的響應時間為5-10ms。運動控製則要求更高的確定性，循環周期是在毫秒級。避免與同樣使用TCP/IP的IT報文的衝突以及獲得更高的實時性是采用以下幾種方式來實現的。
將現場總線或應用協議內嵌在TCP/IP中
使用標準的TCP/IP在應用層內嵌現場總線協議，這種方式保證了完全的IT開放性。實際是將以太網作為現場總線協議的通道。響應時間與標準以太網一樣，大約為100ms。在同一網段，節點數量少且數據包較小的情況下響應時間會降至20ms。使用UDP代替TCP，響應時間可能會進一步降至10ms。同一網段采用直接MAC尋址可將響應時間降至接近1ms。時間同步可通過IEC61588方式實現。TCP/IP帶寬可保持在90-100%。
封閉的以太網段和特殊數據鏈路層(DLL)
實時性可通過OSI模型第二層的特殊協議實現，特殊協議要用於網段中每一個設備。對於快速實時循環，循環周期可降至0.2ms，網段對於IT功能是封閉的。實時周期被分為時間槽，其中一個時間槽是對TCP/IP報文開放的。例如，0.2ms的循環時間，在一個網段有8個節點的情況下，每個槽的時間段為22us。這隻允許非常短的TCP/IP報文(最多200個字節)。對TCP/IP的帶寬大約為1%。
基於TCP/IP的應用協議，帶報文優先級的直接MAC尋址，以及通過特殊交換機實現快速實時性
標準的TCP/IP報文與IT報文任何情況下都是同時進行的，並不需要實時處理。根據高優先級和直接MAC尋址可以創建一個虛擬實時通道，響應時間可降至1ms。對於需要更快速度的設備，還可以使用內置交換機，虛擬通道的響應時間可降至0.2ms。這種方式為實時數據預留了一部分帶寬，但將主要部分開放給TCP/IP報文。TCP/IP帶寬大約為50-100%。
通過優先級報文和時間同步實現TCP/IP上的實時性
這種方案主要解決運動控製與標準IT功能在TCP/IP上同時進行的應用。實時性是通過帶有時間標簽的優先報文來保證，這些時間標簽可被同步設備所理解。交換的延時(最大可達幾百毫秒)可由設備內部進行補償。實時性可達1ms，抖動(Jitter)為10us。TCP/IP帶寬為90-100%。
通過特殊以太網物理層和特殊第二層協議實現實時性
在環形或雙電纜的物理層上運行特殊報文。實時性是通過內部器件(如ASIC)和特殊尋址協議實現的。短幀的TCP/IP報文可以嵌入在特殊的協議包中，在主站側可以進行解包後轉發至普通以太網。與普通以太網連接要使用硬件網關。TCP/IP的帶寬大約為1%。
從設備製造商角度的結論
設備製造商要想在國際市場取得成功，必須要在其設備中支持所有的網絡係統。即使以太網在 1-4 層是相同的，其應用層協議和係統模式也完全不同。如果要自己開發來實現不同的協議將耗費巨大的資源。
同樣的問題在10年nian前qian對dui現xian場chang總zong線xian已yi經jing提ti出chu過guo，而er現xian在zai又you再zai次ci對dui以yi太tai網wang提ti出chu。目mu前qian沒mei有you標biao準zhun的de以yi太tai網wang協xie議yi所suo以yi您nin需xu要yao支zhi持chi至zhi少shao一yi種zhong。那na麼me我wo該gai開kai發fa哪na一yi種zhong？這zhe不bu隻zhi是shi一yi個ge技ji術shu問wen題ti。我wo的de產chan品pin要yao銷xiao往wang哪na裏li？Modbus TCP 全球安裝節點數最多，也是最早的以太網協議之一。在美國由於羅克韋爾的支持EtherNet/IP的應用最廣。而如果在歐洲您可能還需要Profinet－這(zhe)是(shi)西(xi)門(men)子(zi)最(zui)近(jin)才(cai)發(fa)布(bu)的(de)，為(wei)了(le)可(ke)能(neng)將(jiang)是(shi)一(yi)種(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)以(yi)太(tai)網(wang)協(xie)議(yi)。亞(ya)洲(zhou)何(he)種(zhong)以(yi)太(tai)網(wang)協(xie)議(yi)最(zui)流(liu)行(xing)？這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)會(hui)被(bei)不(bu)斷(duan)地(di)提(ti)出(chu)，目(mu)前(qian)尚(shang)無(wu)一(yi)種(zhong)確(que)定(ding)的(de)以(yi)太(tai)網(wang)協(xie)議(yi)能(neng)夠(gou)作(zuo)為(wei)確(que)切(qie)的(de)答(da)案(an)。
從最終用戶角度的結論
yuchuantongxianchangzongxiandezhuangtaixiangbi，yonghuyouliyouduigongyeyitaiwangdeweilaibiaoshileguan。zhishaosuoyoujiyuyitaiwangdegongyewangluoweilaidoushiyongxiangtongdeshujuchuanshujishu，xiangduiyudaliangcaiyongbutongchuanshujishudexianchangzongxianlaishuozheshiyigexiangdangdadeyoushi。zaitongyideyitaiwangwulicengzhishang，jiangcunzaizheduozhongbutongqiebujuyouhucaozuoxingdegongyeyitaiwangxieyi。
就目前看來，工業以太網並不會取代傳統的現場總線係統，而是會開辟新的應用領域，並向智能分布式自動化方向前進。
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