以太網與現場總線技術
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以太網
A. 傳輸介質：UTP3類線、UTP5類線、 屏蔽雙絞電纜、光纖、同軸電纜, 無線傳輸的解決方案。
B. 插件：RJ45、AUI、BNC
C. 總線供電及本質安全：無。
D. 編碼：同步、曼徹斯特編碼。
E. 傳輸速率：10M、100M
(2) 介質訪問控制方式
現場總線：
現場總線的介質訪問控制方式要滿足工業控制網絡的要求，即通信的實時性和確定性。確定性指站點每次得到網絡服務間隔和時間是確定的；實時性指網絡分配給站點的服務時間和間隔可以保證站點完成它確定的任務。
目前現場總線技術采用的介質訪問控制方式主要有：令牌、主從、生產者/客戶（producer/consumer）
以太網
CSMA/CD(載波監聽多路訪問/沖突檢測)是以太網（或IEEE802.3）采用的介質訪問控制方式，如果不是這樣就不是以太網（或IEEE802.3）；比如采用令牌調度方式，應是基于IEEE 802.4令牌總線網。
根據CSMA/CD(載波監聽多路訪問/沖突檢測)機理，它不能滿足工業網絡通信的實時性和確定性要求。由于以太網與CSMA/CD具有對等的技術內涵，可以說以太網不是傳統工業網絡要求的實時性和確定性網絡。
（3）傳輸效率：不同網絡對報文長度有一個限制。在網絡報文中，除了有效傳輸數據之外，還有一些作為同步、地址、校驗等附加字段。有效數據字段與附加字段之比反映的網絡有效數據傳輸的效率，或者說反映一次有效數據傳輸的代價。通常報文格式如下:
報文格式>
傳輸效率=有效數據長/[全部附加字段長+有效數據長]
以太網全部附加字段長=26字節最大有效數據長=1500字節最小有效數據長=1字節（小于46時填0）最大傳輸效率=1500/（1500+26）=98.3%最小傳輸效率=1/（1+26+45）=1.39% 現場總線PROFIBUS全部附加字段長=11字節最大有效數據長=244字節最小有效數據長=1字節最大傳輸效率=244/（244+11）=95.69%最小傳輸效率=1/（1+11）=8.33%
工業網典型傳輸數據量（字節） 傳輸效率 工業網典型傳輸數據量（字節） 傳輸效率
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%
以太網與PROFIBUS參數比較>
(3) 現場設備信息規范及功能規范
現場設備信息格式及功能描述規范稱為”行規”(Profile), 行規可有效實現各種現場設備應用層互聯。
例：PROFIBUS行規：
NC/RC行規 (機器人、數控行規)
各種速度驅動器的行規
操作員控制和過程監視 (HMI) 行規
對編碼器的行規
控制器間通信的行規
樓宇自動化的行規
低壓開關裝置的行規
溫度、壓力、液位、流量變送器和定位器等行規
3. 以太網在自動化領域能走多遠
以太網在工廠自動化管理層和車間監控層已得到廣泛應用和用戶認可，在設備層對實時性沒有嚴格要求場合也有許多應用；如果以太網希望走的更遠，能夠全面進入工廠底層成為設備連接的主要網絡技術，那么，以太網必須作出技術改進。
(1) 改進物理層
A. 傳輸介質應能提供多種工業級護套和鎧裝電纜、光纖等.
B. 各種防護等級工業級的接插件。
C. 應該具有總線供電及本質安全的解決方案, 用于流程控制及要求防爆功能的場合。
(2) 如何滿足實時性和確定性要求? 提高帶寬、減少碰撞是最直接的辦法，有一定效果；但“盡量的快”和“一定快”是不同的。近年來，以太網在CSMA/CD技術基礎上也有一些改進，如應用智能集線器、交換機技術等，但沒有從機理上保證通信的實時性和確定性。
如何進一步解決這個問題？無非有軟件為主和硬件為主的兩種思路；硬件方案是設計新型智能網絡交換設備，希望不要一味走增加帶寬的老路；軟件解決方案是在一定帶寬資源基礎上，由軟件調度實現實時、確定性通信功能。
需要指出的是，以太網技術存在上述缺憾，不意味著以太網就不能在現場層應用，事實上以太網在很多對時間要求不是非常苛刻的現場層，已有很多成功應用范例。
(3) 成本：以太網進入現場層，單站點成本是必需考慮的因素；與目前現場總線（PROFIBUS、DeviceNet、ControlNet）產品競爭。
4. 以太網能否取代現場總線技術成為統一的工業網絡標準
（1） 預測未來是最艱難的事；現場總線是專為工業現場層設備通信設計，是為自動化量體裁衣的技術。以太網設計初衷是辦公網，用于數據處理。從技術比較出發似乎很容易得出結論。但技術發展受社會政治、經濟影響，市場因素很大程度左右技術走向，回顧計算機發展歷史，這種先例不勝枚舉。因此，以太網在工廠自動化車間監控層及管理層將成為主要應用技術，特別是采用TCP/IP協議可與互連網Internet連接, 是未來eManufactory的技術基礎。在設備層，在沒有嚴格的時間要求條件下，以太網也可以有部分市場。在以太網能夠真正解決實時性和確定性問題之前，大部分現場層仍然會首選現場總線技術。
（2） 一體化與多元化并存
面對這樣一個多種工業總線技術并存的現狀，我們應該有一個豁達的心態。哲學家告訴我們，一體化與多元化是一對互為依存的矛盾，將長時間共存與競爭；以太網反映了人們要求技術標準化、一體化的愿望，而現實是不能用一種技術覆蓋各行業所有不同需求。IEC61158的發展歷程就給了我們一個深刻的啟示，我們必須學會面對一個多種工業總線技術競爭和共存的現實世界。
4. 可能的解決方案
在面對具體問題時如何作出選擇呢？我認為，就事論事是明智之舉。簡單地說，你的項目最適合使用什么技術就采用什么技術。
（1）車間級生產信息集成更適合使用以太網
理由如下：
A. 多數加工設備具有RS-232接口:如條碼機, 專用工設備;
B. 實時性, 確定性, 可靠性要求不高;
C. 與上層網絡的信息規范和軟件接口兼容
(2) 設備級控制優先選用現場總線技術
理由如下：
A. 實時性, 確定性, 可靠性要求；
B. 專用性: 如需要嚴格同步的運動控制采用Sercos、PROFIBUS-DPV2；
C. 可靠性：工業級的傳輸層增強系統可靠性；
D. 現場總線技術種類、產品繁多，能夠提供各種成本的解決方案。
（3）其它：根據技術要求，就事論事的選擇你的解決方案。
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