以太网应用于工业现场存在的主要问题
　　1  信息传输存在实时性差和不确定性
　　工业控制网络要求具有比较高的实时性和确定性。而以太网采用带冲突检测的载波侦听多路访问协议(CSMA/CD)以及二进制指数退避算法(BEB)，因此必然导致信息传送的滞后，因其时间滞后是随机的，这说明实质上以太网是一种非确定性的网络系统。因此，对于响应时间要求严格的控制过程会存在产生碰撞的可能性，造成响应时间的不确定性，使信息不能按要求正常传递，无法满足工业控制网络所要求的数据传输的实时性和确定性。
　　2  以太网的可靠性差
　　安装在工业现场的设备应该具有高可靠性，即能够抗冲击、耐振动、耐腐蚀、防尘、防水以及具有比较好的电磁兼容性。而传统的以太网主要应用于办公自动化领域，其所用插接件、集线器、交换机和电缆等都是为办公室应用而设计的，抗干扰能力差，难以满足工业现场的恶劣环境要求。
　　3  缺乏应用于工业控制领域的应用层协议
　　以太网标准仅仅定义了ISO/OSI参考模型的物理层和数据链路层，即使再加上TCP/IP协议也只是提供了网络层和传输层的功能。两个设备要想正常通信必须使用相同的语言规则，也就是说还必须有统一的应用层协议。目前，商用计算机通信领域采用的应用层协议主要是FTP(文件传输协议)，Telnet(远程登陆协议)，SMTP(简单邮件传输协议)，HTTP(超文本传输协议)等。这些协议所规定的数据结构等特性不符合工业控制现场设备之间的实时通信要求。因此，必须制定统一的适用于控制领域的应用层协议。

工业以太网技术应用于工业现场的技术改进
　　1  信息传输实时性和确定性的改进
　　最近几年来，以太网技术以来有了长足的进步。其中，交换式以太网技术、高速以太网技术、虚拟局域网(VLAN)技术、全双工通信技术、IP的服务质量(QoS)技术的发展与相互结合和应用，大大的提高了以太网系统中信息传输的实时性、确定性。
　　首先，采用以太网交换机，将网络分成若干网段，以太网交换机具有数据存储、转发功能，使各端口之间的输入输出的数据帧能够得到缓冲，不再发生冲突;同时交换机还对网络上传输的数据进行包过滤，使每个网段内节点之间数据的传输仅限于本地网段内进行，而不需要经过主干网，也不占用其它网段的带宽，从而降低了所有网段和主干网的网络负荷。
　　其次，以太网的通信速率从10Mbps，100Mbps发展到现在的1000Mbps,10Gbps, 在数据吞吐量相同的情况下，通信介质的占用时间大大降低，有效地降低了网络碰撞的概率。
　　另外，在应用过程中，系统可采用全双工通信技术可以使端口之间的两对双绞线(或光纤)分别同时接收和发送数据，从而使系统不再受到CSMA/CD的约束，这样，任一节点发送报文帧时不会再发生碰撞，冲突域也就不复存在，不会产生方式冲突。还可以采用虚拟局域网(VLAN)技术对网络系统进行不同的功能层、不同的部门区分的逻辑划分，增强网络系统中数据传输的实时性、安全性和确定性。IP的服务质量(QoS)技术的应用则能使我们在网络系统中区分实时和非实时数据，识别数据的优先级，实时监控网络系统中实时数据传输，优化、控制网络通信负荷，提高系统中数据传输的实时性、确定性。
　　2  通信可靠性的改进
　　为了适应工业现场恶劣环境的要求，一些厂家已经推出了工业级的以太网设备，用以提高以太网的可靠性。在实际应用中，主干网络可采用光纤传输，现场设备的连接可采用屏蔽双绞线。对于重要的网段和节点的通信器件采用冗余配置和自动无扰切换，在可能的情况下配置一个实时监控软件，不断监视整个网络的通信状况以及每一个节点的软硬件工作情况，一旦发现异常，就能够迅速将故障节点隔离开来，并作出相应报警。所有这些手段都可以有效地提高以太网通信的可靠性和稳定性。
　　3  工业以太网协议
　　由于商用计算机普遍采用的应用层协议不能适应工业过程控制领域现场设备之间的以太网要求，所以必须在以太网和TCP/IP协议的基础上，建立完整有效的通信服务模型，制定有效的以太网服务机制，协调好工业现场控制系统中实时与非实时信息的传输，形成被广泛接受的应用层协议，也就是所谓的工业以太网协议。目前已经制定的工业以太网协议有MODBUS/TCP、ProfiNet、Ethernet/IP、HSE等。

 

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