現(xiàn)代生活中，工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)揮的作用愈來(lái)愈重要。為增進(jìn)大家對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，本文將基于 3 方面介紹工業(yè)以太網(wǎng)：1．何為工業(yè)以太網(wǎng)物理層，2．工業(yè)以太網(wǎng)具有哪些優(yōu)勢(shì)，3．工業(yè)以太網(wǎng)兩大方案介紹。如果你對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、工業(yè)以太網(wǎng)物理層

工業(yè)以太網(wǎng) PHY 是一種物理層收發(fā)器器件，根據(jù) OSI 網(wǎng)絡(luò)模式收發(fā)以太網(wǎng)幀。在 OSI 模式中，以太網(wǎng)覆蓋第 1 層（物理層）和第 2 層（數(shù)據(jù)鏈路層）的一部分，并由 IEEE802．3 標(biāo)準(zhǔn)定義。物理層指 定電信號(hào)類型、信號(hào)速度、介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。它?shí)施 1000BASE－T（1000 Mbps）、100BASE－TX（100 Mbps，銅纜）和 10BASE－T （10 Mb）標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)物理層部分。

數(shù)據(jù)鏈路層指定如何通過(guò)介質(zhì)進(jìn)行通信，以及傳輸和接收消息的幀結(jié)構(gòu)。這僅僅意味著位如何從電線上分離出來(lái)并進(jìn)入位排列，以便從位流中提取數(shù)據(jù)。對(duì)于以太網(wǎng)，這稱為介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC），將集成至主機(jī)處理器或以太網(wǎng)交換機(jī)中。例如，fido5100 和 fido5200 這兩款 ADI 嵌入式、雙端口工業(yè)以太網(wǎng)嵌入式交換機(jī)，用于支持多協(xié)議、實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)設(shè)備連接的第 2 層連接。

二、工業(yè)以太網(wǎng)優(yōu)勢(shì)

（一）應(yīng)用廣泛

以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，幾乎所有的編程語(yǔ)言如 Visual C＋＋、Java、VisualBasic 等都支持以太網(wǎng)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

（二）通信速率高

目前，10、100 Mb／s 的快速以太網(wǎng)已開(kāi)始廣泛應(yīng)用，1Gb／s 以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟，而傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線最高速率只有 12Mb／s（如西門(mén)子 Profibus－DP）。顯然，以太網(wǎng)的速率要比傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線要快的多，完全可以滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不斷增長(zhǎng)的帶寬要求。（三）資源共享能力強(qiáng)

隨著 Internet／ Intranet 的發(fā)展，以太網(wǎng)已滲透到各個(gè)角落，網(wǎng)絡(luò)上的用戶已解除了資源地理位置上的束縛，在聯(lián)人互聯(lián)網(wǎng)的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上就能瀏覽工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)“控管一體化”，這是其他任何一種現(xiàn)場(chǎng)總線都無(wú)法比擬的。

（四）可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?/p>

以太網(wǎng)的引人將為控制系統(tǒng)的后續(xù)發(fā)展提供可能性，用戶在技術(shù)升級(jí)方面無(wú)需獨(dú)自的研究投人，對(duì)于這一點(diǎn)，任何現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)都是無(wú)法比擬的。同時(shí)，機(jī)器人技術(shù)、智能技術(shù)的發(fā)展都要求通信網(wǎng)絡(luò)具有更高的帶寬和性能，通信協(xié)議有更高的靈活性，這些要求以太網(wǎng)都能很好地滿足。

三、兩大工業(yè)以太網(wǎng)方案

（一）平臺(tái)導(dǎo)向的方案

平臺(tái)導(dǎo)向方案最大的特點(diǎn)就是廣泛適用性。他們以控制邏輯，常規(guī)控制，運(yùn)動(dòng)控制和安全的方案為主題?？紤]到系統(tǒng)成本問(wèn)題，還提供和傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的繼承和融合的通道。這使得新系統(tǒng)的實(shí)施變得相當(dāng)簡(jiǎn)易。

除此以外，軟件也是體現(xiàn)此類解決方案廣泛適用性的重要一面。當(dāng)年工業(yè)以太網(wǎng)剛剛出現(xiàn)的時(shí)候，使得自動(dòng)化供應(yīng)商不能使用有差異的物理網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)人都必須在以太網(wǎng)平臺(tái)上操作。然而，他們?cè)诟邔用嫔蠈で蟛町惢绕涫窃谲浖蛥f(xié)議方面。這些差異對(duì)最終用戶來(lái)說(shuō)是很有價(jià)值的。軟件是一個(gè)里程碑。自動(dòng)化工程軟件、模塊和仿真、工程資源再利用、管理變革、有效性成了終端用戶最關(guān)心的問(wèn)題。這些平臺(tái)同時(shí)也包括診斷和管理軟件、遠(yuǎn)程診斷和服務(wù)軟件以及能夠把過(guò)程信息和自動(dòng)化診斷信息和企業(yè)管理系統(tǒng)如 EAM、ERP 相融合的產(chǎn)品。

真正使這些方案如此矚目的是他們提出了大型制造企業(yè)在長(zhǎng)期的運(yùn)作中可能關(guān)心的所有問(wèn)題。ARC 把 Ethernet，ModbusTCP 和 Profinet 歸為平臺(tái)方案這類。

（二）應(yīng)用導(dǎo)向的方案

這種類型方案的廣泛適用性較平臺(tái)性的方案低。但從另一個(gè)角度看，他們?cè)谔囟ǖ念I(lǐng)域內(nèi)更加專注。大多數(shù)這類方案都關(guān)注與機(jī)器控制和運(yùn)動(dòng)控制，并力求超越現(xiàn)有的性能和極限。這些技術(shù)也包括設(shè)備診斷，軟件方案和集成接口，但是他們的支持場(chǎng)上卻關(guān)注與更細(xì)分的領(lǐng)域，而不是全部工廠生產(chǎn)系統(tǒng)。他們力求提升性能到更高層次并優(yōu)化和提升機(jī)器等級(jí)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。ARC 把 EthernetCAT，EthernetPowerlink，F(xiàn)oundationFieldbusHSE 和 SERCOSIII 歸為此類。

審核編輯 黃宇