工业以太网与现场总线的优缺点 整理
现场总线与工业以太网及其应用技术读书笔记
《现场总线与工业以太网及其应用技术》读书笔记一、现场总线概述及其应用领域要理解现场总线，需要从它的起源和发展开始。
现场总线技术起源于生产过程控制中的底层，它的主要作用是在工业现场的设备和控制系统之间实现数据的传输和通信。
随着工业自动化水平的不断提高，现场总线技术也在不断地发展和完善。
它的基本特点包括实时性、双向性、数字化以及高度的分散性。
现场总线能够在恶劣的工业环境中提供稳定可靠的通信服务，这是其得到广泛应用的重要原因之一。
现场总线的应用领域十分广泛，在工业自动化的各个领域，都可以看到现场总线的身影。
在制造业中，现场总线被广泛应用于生产设备的监控和控制，包括生产线上的机器人、传感器、执行器等设备的连接和控制。
在石油、化工、电力等流程工业中，现场总线也发挥着重要的作用。
这些行业中的设备通常具有高温、高压、强腐蚀等恶劣环境，而现场总线能够在这样的环境下稳定运行，确保生产过程的顺利进行。
现场总线还在智能建筑、智能交通等领域得到了应用。
随着物联网技术的发展，现场总线技术也在不断地拓展其应用领域。
在智能建筑中，现场总线被用于楼宇设备的监控和控制，提高建筑的智能化水平。
在智能交通系统中，现场总线技术也被用于交通信号的控制和管理，提高交通管理的效率和安全性。
需要强调的是，虽然现场总线技术在许多领域已经得到了广泛的应用，但其发展并未停止。
随着技术的进步和需求的增长，现场总线技术将会继续发展，其应用领域也将继续扩大。
特别是在工业以太网与现场总线的融合过程中，将会产生更多的新技术和新应用，为工业自动化带来更多的可能性。
对现场总线技术的深入了解和应用，对于从事工业自动化工作的人来说是非常重要的。
这本书的相关章节为我们提供了深入的了解和探讨，通过阅读并理解这些内容，可以为我们未来的工作和学习提供重要的帮助。
1. 现场总线定义与特点在阅读《现场总线与工业以太网及其应用技术》我对现场总线的定义和特点有了更深入的了解。
现场总线是一种用于工业过程控制系统中，连接位于现场设备与控制室设备之间的数字通信网络。
工业通信中的工业以太网与现场总线比较
工业通信中的工业以太网与现场总线比较工业通信是指在工业环境中实现设备之间信息传递和控制的过程。
随着工业自动化的发展，工业通信技术也得到了广泛应用。
其中，工业以太网和现场总线是两种常见的通信技术。
本文将对工业以太网和现场总线进行比较，探讨其各自的特点和适用场景。
一、工业以太网工业以太网是一种基于以太网技术的通信网络，它采用了以太网的物理层和数据链路层协议，同时也引入了一些工业特定的协议。
与普通的以太网相比，工业以太网在实时性、可靠性和稳定性方面进行了优化。
它支持高速通信和大带宽传输，能够满足现代工业环境中对数据传输速度和质量的要求。
工业以太网适用于需要高速通信和大规模连接的场景，如工业自动化、机器人控制和分布式控制系统。
它可以同时传输多个数据流，并支持实时监控和控制。
由于其基于标准的以太网协议，工业以太网具有较好的兼容性和可扩展性，易于集成和维护。
二、现场总线现场总线是另一种常用的工业通信技术，它是一种分布式控制系统中用于实现设备之间数据传输和通信的协议。
现场总线通常采用串行通信方式，将控制系统中的各种设备连接起来，通过总线传输数据和命令。
现场总线具有以下几个特点：首先，它是一种实时性较好的通信技术，能够满足工业自动化对实时监控和控制的需求；其次，现场总线采用分布式的网络结构，可以减少布线的复杂性和成本；第三，现场总线支持多主控制，可以实现多台设备之间的并行操作；最后，现场总线具有较好的抗干扰能力和可靠性，能够适应恶劣的工业环境。
现场总线适用于需要分布式控制和小范围通信的场景，如工业机械、设备监控和传感器网络。
由于现场总线采用串行通信方式，它的传输速率相对较低，适用于不需要大带宽和高速通信的应用。
三、工业以太网与现场总线的比较工业以太网和现场总线在工业通信中都有自己的优势和适用场景。
下面对它们进行比较：1. 传输速率：工业以太网的传输速率相对较高，可以达到百兆甚至千兆级别，而现场总线的传输速率一般在几十到几百kbps之间。
以太网有什么缺陷？工业以太网又有何优势
以太网有什么缺陷？工业以太网又有何优势
以太网三大缺陷
1.确定性
由于以太网的MAC层协议是CSMA/CD，因此该协议在网络上存在冲突。
对于工业网络来说，如果存在大量的冲突，数据必须多次重传，大大增加了网络间通信的不确定性，降低了系统的控制性能。
2.实时性
在工业控制系统中，事件发生后，系统必须在可以准确预见的时间范围内做出响应。
然而，行业对数据传输的实时性要求非常高，数据更新只需几十毫秒就能完成。
当发生冲突时，以太网的CSMA/CD机制可以尝试16次重新发送数据。
这种冲突解决机制是以时间为代价的，设备断开可能导致重大设备或人身安全事故。
3.可靠性
以太网是为商业设计的，但当应用到工业现场时，面对恶劣的工作条件和严重的线路间干扰，它不可避免地会降低可靠性。
因此，工业网络对可靠性、可恢复性和可维护性提出了很高的要求。
二、工业以太网技术特点
1.交换技术
共享局域网被有效地划分为冲突域。
交换机用于连接各个领域，以减少冲突问题和错误传递。
这可以最大限度地避免冲突，提高系统的确定性。
2.高速以太网
冲突的发生与负载有关。
负载越大，冲突的可能性就越大。
提高以太网的通信速度可以降低网络负载。
3.IEEE1588时间同步机制
IEEE1588定义了一种协议(PTP)，用于精确同步与测量和控制网络中的对象的网络通信、本地计算和分布相关的时钟。
该协议特别适用于基于以太网的技术，精度可以达到微秒级。
随着科技的进步和发展，以太网传输速率的提高和以太网交换技术的发展，传统商用以太网的上述问题在工业以太网中正在得到解决。
工业以太网现场总线技术
二、易于和Internet连接。
三、可以使现场总线技术与计算机网络技术很好 地融合而形成相互促进的局面。
2.4.2
2.4.3 以太网应用于工业现场的关键技术
(1) 工业以太网通信的实时性
长期以来，Ethernet通信响应的“不确定性”是它在工 业现场设备中应用的致命弱点和主要障碍之一。
➢Ethernet Powerlink实时以太网：(由奥地利B&R公司于2001年开发，并在 2002年成立了EPSG(Ethernet Powerlink Standardization Group)组织。战略伙 伴有设备级通信协议和行规用户集团、工业自动化开放网络体系结构集团）
➢EtherCAT实时以太网: （由德国Beckhoff公司开发，并得到ETG(EtherCAT Technology Group)组织支持。用于现场级的超高速I/O网络）
➢Modbus-IDA实时以太网：(Modbus组织和IDA集团合并、联手开发，致力 于建立基于Ethernet TCP/IP和Web互联网技术的分布式智能自动化系统）
➢ProfiNet实时以太网：(由Profibus International组织提出的基于以太网的自 动化标准。它构成从I/O级直至协调管理级的基于组件的分布式自动化系统的 体系结构方案）
加密技术
鉴别交换技术
访问控制技术 HT2012功能框图
(4) 关于Ethernet“e”网到底
与目前的现场总线相比，以太网具有以 下优点：
（1）应用广泛 （2）成本低廉
（3）通信速率高
（4）可持续发展潜力大
2.4.4 几种实时以太网简介
（1）工业控制网络的实时性要求 ➢允许对事件进行实时相应的事件驱动通信 ➢很高的可用性 ➢很高的数据完整性 ➢在有电磁干扰和电位差的情况下能正常工作 ➢使用工厂内专用的传输线 ➢网络通信的高实时性：数据处理就像发生在数据产生的时 刻，其响应没有大的延时。
以太网与现场总线技术的比较
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以太 网与现 场总线技术 的比较
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现场总线与工业以太网总线知识概述
现场总线与工业以太网总线知识概述1. 简介现场总线和工业以太网总线是现代工业自动化中常用的通信协议，用于实现工业设备之间的数据交换和联网。
本文将对现场总线和工业以太网总线的基本概念、特点、应用、优缺点等进行概述。
2. 现场总线概述2.1 定义现场总线是一种用于工业现场设备之间数据交换和通信的网络协议，它通过将控制和信号传输集成到一根通信线上，实现设备的多对多通信。
2.2 特点•高可靠性：现场总线具有高抗干扰性和冗余技术，能够保证数据的可靠传输。
•简化布线：现场总线使用单根通信线连接多个设备，减少布线工作量。
•实时性强：现场总线能够实现实时数据交换和控制，满足工业自动化的要求。
•易于扩展：现场总线支持设备的插拔，方便系统的扩展和维护。
2.3 应用现场总线广泛应用于工业自动化领域，用于实现工业控制系统中各个设备之间的通信和数据交换。
常见的现场总线协议有Profibus、DeviceNet、Modbus等。
3. 工业以太网总线概述3.1 定义工业以太网总线是基于以太网技术的通信协议，用于实现工业现场设备之间的高速数据交换和通信。
3.2 特点•高带宽：工业以太网总线支持高速数据传输，满足对数据通信速度要求较高的应用场景。
•灵活可靠：工业以太网总线支持灵活的拓扑结构和冗余技术，能够满足复杂工业环境中的通信需求。
•开放性强：工业以太网总线基于标准以太网协议，具备良好的兼容性和互操作性。
•易于集成：工业以太网总线可以与现有的以太网设备和IT系统进行无缝集成。
3.3 应用工业以太网总线在工业自动化领域得到广泛应用，特别是在大规模工业控制系统中。
常见的工业以太网总线协议有Ethernet/IP、Profinet、EtherCAT等。
4. 现场总线与工业以太网总线的比较4.1 网络结构现场总线采用集线器或总线控制器连接多个设备，形成总线型拓扑结构；而工业以太网总线通常采用交换机连接设备，形成星型或树型拓扑结构。
4.2 通信速度工业以太网总线的通信速度较快，可达到千兆位级别，适用于对通信速度要求较高的场景；而现场总线的通信速度较慢，一般在10M或100M的范围内。
工业以太网相对DCS,FCS的优势及不足
微机控制系统及其应用工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足学院：电气工程学院班级：XXX姓名：XXX学号：XXXXXXXX工业以太网相对DCS，FCS的优势及不足摘要：本文简单介绍了工业控制网络中DCS、FCS和工业以太网的特点，指出了工业以太网相对前两者的优势所在，并分析了工业以太网现有的几个问题，最后提出了几种解决方案。
关键词：工业以太网，DCS，FCS，工业控制网络，实时性，非确定性Abstract: This paper briefly introduces DCS, FCS and industrial Ethernet in industrial control network, and points out the advantages of industrial Ethernet compared with the two formers, then analyses several problems in industrial Ethernet, finally puts forward several solutions.Key words: industrial Ethernet; DCS; FCS; industrial control network; real-time; uncertainty0 绪论[1-3]在工业自动化领域，工业以太网已经在实际应用中渐成规模之势。
而关于工业以太网和现场总线在未来发展中是彻底替代还是相互融合的争论到今天也没有停止过。
然而，工业以太网能够实现现场总线所无法实现的一些功能已成不争之实。
再加上用户对拥有一个开放式的通信网络的要求日益迫切，以太网依托IT 行业成熟自如的应用经验，已经在工业领域占据越来越重要的位置。
从最初几年的概念性炒作，到如今呈迅猛发展的态势，工业以太网以每年超过50%的增长率渐为越来越多的用户所熟悉并应用。
目前，积极推进这一技术概念的包括基金会现场总线（2000年发布其工业以太网规范FF-HSE）、德国西门子公司（2001年发布其工业以太网规PROFINET）、美国罗克韦尔自动化公司（2000年发布其工业以太网规范EtherNet/IP）和法国施耐德公司（1998年发布其工业以太网规范ModbusTCP/IP）等。
工业通信中的数据传输方式比较
工业通信中的数据传输方式比较工业通信是指用于工业控制系统中的信息传输和交换的技术。
在工业环境中，数据传输方式的选择至关重要，它直接影响到通信系统的可靠性、稳定性以及实时性。
目前工业通信中使用较多的数据传输方式主要包括有线传输和无线传输两种。
下面将对这两种传输方式进行比较，并分析它们各自的优缺点。
一、有线传输有线传输是指通过传统的有线电缆进行信息传输，常见的有线传输方式有以太网、Modbus、Profibus等。
1. 以太网以太网是一种广泛应用于工业通信领域的有线传输方式。
它具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等特点。
以太网通信距离较长，可覆盖较大的工业场景，并且能够实现多点通信。
2. ModbusModbus是一种常见的串行通信协议，它简单易用、成本低廉。
Modbus支持硬件接口多样化，适用于不同类型的设备之间的通信。
但是由于Modbus采用串行通信，其传输速度较慢，通信距离较短。
3. ProfibusProfibus是一种用于现场总线通信的标准协议，它可以实现实时性要求较高的工业自动化系统的通信。
Profibus具有可靠性高、抗干扰能力强的优点，但是其配置和调试较为复杂，成本较高。
有线传输的优点在于传输稳定可靠，抗干扰能力强，适用于工业环境中对数据传输要求高的场景。
但是有线传输也存在一些问题，例如布线复杂、成本较高、限制通信距离等。
二、无线传输无线传输是指采用无线通信技术进行数据传输，常见的无线传输方式有Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。
1. Wi-FiWi-Fi是一种常见的无线局域网技术，它具有传输速度快、覆盖范围广、兼容性强等特点。
Wi-Fi可以实现远距离的数据传输，适用于工业场景中需要移动自由度较高的通信需求。
2. 蓝牙蓝牙是一种短距离无线通信技术，它具有低功耗、成本较低、适用于小范围通信等特点。
蓝牙适用于设备之间的近距离通信，例如传感器与控制器之间的数据传输。
3. ZigbeeZigbee是一种低功耗、短距离无线通信协议，适用于大规模传感器网络的通信。
现场总线与工业以太网CAN总线
现场总线的应用领域
1 工业自动化
现场总线广泛应用于工业 自动化领域，可以连接各 种传感器、执行器和控制 设备。
2 智能建筑
现场总线可用于实现智能 建筑系统，如自动调光、 空调控制和安防监控。
3 交通运输
现场总线在交通运输领域 中用于车辆控制、交通信 号控制和智能交通管理。
工业以太网CAN总线的定义和特点
什么是工业以太网CAN总线
工业以太网CAN总线是一种用于工业控制系统的 高速通信协议，具有分布式控制和实时性的特 点。
特点
工业以太网CAN总线具有高可靠性、抗干扰性强、 支持多主控制的特点，适用于复杂的工业环境。
工业以太网CAN总线的应用领域
1 汽车制造
工业以太网CAN总线广泛应用于汽车制造领域，用于车辆控制和数据通信。
现场总线
优势：实时性好、可扩展性强 劣势：系统复杂、通信速率较低
工业以太网CAN总线
优势：通信速率高、可靠性强 劣势：系统复杂性较低
结论和总结
现场总线和工业以太网CAN总线都是用于工业自动化领域的通信协议，根据实 际需求选择合适的协议对于构建可靠的控制系统至关重要。
现场总线与工业以太网 CAN总线
现场总线和工业以太网CAN总线是工业领域中常见的通信协议。本次演讲将深 入探讨它们的定义、特点、应用领域以及比较优劣。
现场总线的定义和特点
什么是现场总线
现场总线是一种用于工业自动化中的数字通信协议，允许多个设备共享同一通信线路。
特点
现场总线具有实时性好、可扩展性强、可靠性高的特点，能够支持复杂的工业控制系统。
2 工业自动化
工业以太网CAN总线可用于工业自动化系统的设备连接和实时通信。
3 能源监控
TCP-IP总线与CAN总线优缺点对比
TCP-IP总线与CAN总线优缺点对⽐⼯业以太⽹和CAN现场总线⽐较1. ⼯业以太⽹的优势及存在问题(1)优势基于TCP / IP的以太⽹是⼀种标准开放式的⽹络,由其组成的系统兼容性和互操作性好,资源共享能⼒强,可以很容易的实现将控制现场的数据与信息系统上的资源共享;数据的传输距离长、传输速率⾼;易与Internet连接,低成本、易组⽹,与计算机、服务器的接⼝⼗分⽅便,受到了⼴泛的技术⽀持。
(2)存在问题以太⽹采⽤的是带有冲突检测的载波侦听多路访问协议(CSMA /CD) ,⽆法保证数据传输的实时性要求,是⼀种⾮确定性的⽹络系统; 安全可靠性问题,以太⽹采⽤超时重发机制,单点的故障容易扩散,造成整个⽹络系统的瘫痪;对⼯业环境的适应能⼒问题,⽬前⼯业以太⽹的鲁棒性和抗⼲扰能⼒等都是值得关注的问题,很难适应环境恶劣的⼯业现场;本质安全问题,在存在易燃、易爆、有毒等环境的⼯业现场必须要采⽤安全防爆技术;总线供电问题。
在环境恶劣危险场合,总线供电具有⼗分重要的意义。
2. CAN现场总线的特点及局限性(1)特点CAN现场总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性。
主要表现在CAN为多主⽅式⼯作; CAN总线的节点分成不同的优先级;采⽤⾮破坏仲裁技术;报⽂采⽤短帧结构,数据出错率极低;节点在错误严重的情况下可⾃动关闭输出。
(2)局限性CAN现场总线作为⼀种⾯向⼯业底层控制的通信⽹络,其局限性也是显⽽易见的。
⾸先,它不能与Internet互连,不能实现远程信息共享。
其次,它不易与上位控制机直接接⼝,现有的CAN接⼝卡与以太⽹⽹卡相⽐⼤都价格昂贵。
还有, CAN现场总线⽆论是其通信距离还是通信速率都⽆法和以太⽹相⽐。
3. ⼯业以太⽹和CAN现场总线的⽹络协议规范⽐较⼯业以太⽹和CAN现场总线的⽹络协议规范都遵循ISO /OSI参考模型的基本层次结构。
⼯业以太⽹采⽤IEEE802参考模型,相当于OSI 模型的最低两层,即物理层和数据链路层,其中数据链路层包含介质访问控制⼦层(MAC)和逻辑链路控制⼦层(LLC) 。
现场总线与工业以太网
现场总线与工业以太网现代工业领域的通信技术在不断发展，为了满足工业自动化的需要，现场总线和工业以太网成为了两种主流的通信技术。
本文将从介绍两者的定义、特点、应用领域等方面进行论述，以帮助读者更好地理解现场总线和工业以太网的区别与联系。
一、现场总线的定义现场总线，顾名思义，是指在工业现场中用于连接各种现场设备和传感器的通信技术。
它采用串行通信方式，将各个设备连接到统一的总线上，使得各个设备可以进行数据的交互和通信。
现场总线常见的标准有Profibus、Modbus、CAN等。
二、现场总线的特点1. 高可靠性：现场总线采用多级冗余和容错技术，能够提供稳定可靠的通信环境，抵抗电磁干扰和噪声的干扰。
2. 实时性强：现场总线通信速率快，能够满足对实时性要求较高的工业自动化应用。
3. 灵活性高：现场总线支持多种拓扑结构，可根据现场设备的不同需求进行灵活搭配，具有良好的扩展性和可调整性。
4. 成本相对较低：现场总线技术成熟，设备价格相对较低，适用于中小型工业系统。
三、现场总线的应用领域现场总线广泛应用于工业自动化控制系统、传感器和执行器的连接以及数据采集等领域。
例如，在工厂生产线上，通过现场总线可以实现对各个设备的监控和控制，提高生产效率和质量。
四、工业以太网的定义工业以太网是指将以太网技术应用于工业自动化领域的通信网络。
它基于以太网标准，通过对物理层接口和网络协议的改进，使得以太网能够适应工业环境的要求，提供可靠的通信服务。
五、工业以太网的特点1. 高带宽：工业以太网支持高速数据传输，能够满足工业自动化中对大数据量的实时传输需求。
2. 网络结构灵活：工业以太网具有良好的可扩展性和灵活性，支持各种网络拓扑结构，满足不同工业场景的需求。
3. 兼容性强：工业以太网基于以太网标准，与传统以太网兼容，可以与企业内部的办公以太网进行连接。
4. 安全性高：工业以太网提供各种安全机制和协议，保护工业控制系统的安全和隐私。
六、工业以太网的应用领域工业以太网被广泛应用于诸如工厂自动化、能源管理、交通运输、智能建筑等领域。
工业以太网与CAN现场总线比较和应用方案分析
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以太网应用于控制时存在的问题和工业以太网的优势
以太网应用于控制时存在的问题和工业以太网的优势但是传统的以太网是一种商用网络，要应用到工业掌握中还存在一些问题，主要有以下几个方面。
1、存在实时性差，不确定性的问题传统的以太网采纳了CSMA/CD的介质访问掌握机制，各个节点采纳BEB（Binary Exponential Back-off）算法处理冲突，具有排队延迟不确定的缺陷，每个网络节点要通过竞争来取得信息包的发送权。
通信季节点监听信道，只有发觉信道空闲时，才能发送信息；假如信道劳碌则需要等待。
信息开头发送后，还需要检查是否发生碰撞，信息如发生碰撞，需退出重发，因此无法保证确定的排队延迟和通信响应确定性，不能满意工业过程掌握在实时性上的要求，甚至在通信繁忙时，还存在信息丢失的危急，从而限制了它在工业掌握中的应用。
2、工业牢靠性问题以太网是以办公自动化为目标设计的，并没有考虑工业现场环境的适应性需要，如超高或超低的工作温度，大电机或其他大功率设备产生的影响信道传输特性的强电磁噪声等。
以太网如在车间底层应用，必需要解决牢靠性的问题。
3、以太网不供应电源，必需有额外的供电电缆工业现场掌握网络不仅能传输通信信息，而且要能够为现场设备传输工作供应电源。
这主要是从线缆铺设和维护便利考虑，同时总线供电还能削减线缆，降低布线成本。
4、以太网不是本质平安系统5、平安性问题以太网由于使用了TCP/IP协议，因此可能会受到包括病毒、黑客的非法入侵与非法操作等网络平安威逼。
没有授权的用户可能进入网络的掌握层或管理层，造成平安漏洞。
对此，一般可采纳用户密码、数据加密、防火墙等多种平安机制加强网络的平安管理，但针对工业自动化掌握网络平安问题的解决方案还需要仔细讨论。
6、现存的掌握网络与新建以太掌握网络的集成问题上述这些问题中，实时性、确定性及牢靠性问题是长期阻碍以太网进入工业掌握领域的主要障碍。
为了解决这一问题，人们提出了工业以太网的解决方法。
7、工业以太网一般来讲，工业以太网是特地为工业应用环境设计的标准以太网。
现场总线与工业以太网基金会现场总线仪表
在发展整个302系列现场总线仪表时，已考虑了在小系统和大系统中实现现场总线的各种需要。302系列现场总线仪表具有共同的特点：既能在网络上作为主站使用，也可在本地(机)用磁性工具组态，这样在许多基本应用条件下不再需要组态器(手持终端)或控制盘。
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与介质接触的部分采用316不锈钢、哈氏合金和钛等；数字指示器为任选件，它是一个四位半数字值和五位字母的LCD(液晶显示)显示器。
LD302是Smar公司完整的302系列现场总线仪表的一部分，将多个现场总线仪表互联起来，用户通过功能块的连接，即能建立适合于用户中所需的控制策略。
与常规仪表相比，基金会现场总线仪表的主要特点表现在功能块和通讯功能两个方面。
首先，现场总线仪表的功能由所带的功能模块决定，同类型被测变量的变送装置如果所带的功能模块不同，所具有的功能也不同。例如，北京华控技术有限公司的温度变送器HK2F102TT仅具有AI功能模块，而Smar公司的302温度变送器不仅有AI功能模块，还有PID功能模块。因此，它们可应用在不同的场合。此外，同类型的执行器，由于采用的智能阀门定位器所带功能模块不同，同样，会具有不同的功能。例如，ABB公司的TZID2C120220定位器只有AO功能，而SamsonAG公司的3787定位器除了带AO功能模块外，还带PID功能模块。 另外，不同版本的现场总线仪表功能也可能有所不同。不同版本的现场总线仪表所带的功能模块不同，所具有的通讯类型不同。通常，常规仪表使用不必考虑仪表的版本。现场总线仪表中，由于总线通讯中有发布方和约定接受方之分，不同版本仪表的发布方和接受方的数量不同。
工业以太网的优点有哪些？
工业以太网的优点有哪些？以太网支持的传输介质为粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线、光纤等，其最大优点是简单，经济实用，易为人们所掌握，所以深受广大用户欢迎。
那么，工业以太网具有哪些优势呢？接下来我们就跟随飞畅科技的小编一起来看看吧！与现场总线相比，以太网具有以下几个方面的优点：一、兼容性好，有广泛的技术支持基于TCP/IP的以太网是一种标准的开放式网络，适合于解决控制系统中不同厂商设备的兼容和互操作的问题，不同厂商的设备很容易互联，能实现办公自动化网络与工业控制网络的信息无缝集成。
以太网是目前应用最为广泛的计算机网络技术，受到广泛的技术支持。
几乎所有的编程语言都支持以太网的应用开发，如VB、Java、VC等。
采用以太网作为现场总线，可以保证多种开发工具、开发环境供选择。
工业控制网络采用以太网，就可以避免其发展游离于计算机网络技术的发展主流之外，从而使工业控制网络与信息网络技术互相促进，共同发展，并保证技术上的可持续发展。
二、易于与Internet连接以太网支持几乎所有流行的网络协议，能够在任何地方通过Internet对企业进行监控，能便捷地访问远程系统，共享/访问多数据库。
三、成本低廉采用以太网能降低成本，包括技术人员的培训费用、维护费用及初期投资。
由于以太网的应用最为广泛，因此受到硬件开发与生产厂商的广泛支持，具有丰富的软硬件资源，有多种硬件产品供用户选择，硬件价格也相对低廉。
目前以太网网卡的价格只有现场总线的十几分之一，并且随着集成电路技术的发展，其价格还会进一步下降。
人们对以太网的设计、应用等方面有很多的经验，对其技术也十分熟悉。
大量的软件资源和设计经验可以显着降低系统的开发和培训费用，在技术升级方面无需单独的研究投入，从而可以显着降低系统的整体成本，并大大加快系统的开发和推广速度。
四、可持续发展潜力大由于以太网的广泛应用，使它的发展一直受到广泛的重视和吸引大量的技术投入。
并且，在信息瞬息万变的时代，企业的生存与发展将很大程度上依赖于一个快速而有效的通信管理网络，信息技术与通信技术的发展将更加迅速，也更加成熟，保证了以太网技术的持续发展。
现场总线与工业以太网工业数据通信和控制网络
现场总线采用总线拓扑结构，而工业以太网可以使用多种拓扑结构，如星型、环形和树 形。
3 可靠性和实时性
现场总线具有较高的可靠性和实时性，而工业以太网在可靠性和实时性方面存在挑战， 但有不断改进的解决方案。
现场总线与工业以太网的互联方式
1
网关转换
通过网关转换，可实现现场总线和工业以太网之间的互连，实现数据的交换和通 信。
总结
现场总线与工业以太网是工业数据通信和控制领域的重要网络技术。通过了解它们的介绍、应用领域、比较和 互联方式，可以更好地应用于实际项目中。
现场总线与工业以太网工 业数据通信和控制网络
现场总线与工业以太网是用于工业数据通信和控制的两种关键总线介绍
定义与特点
现场总线是一种用于现场设备之间通信的串行通信系统，具有简单、可靠和低成本的特点。
应用领域
在工业自动化、智能交通系统和智能建筑等领域广泛应用，实现设备之间的数据交换和控制。
工业以太网介绍
定义与特点
工业以太网是一种基于以太网技术的工业网络，具 有高速、大带宽和可靠性强的特点。
应用领域
在工业自动化、远程监控与控制以及物联网等领域 广泛应用，实现高效的数据传输和通信。
现场总线与工业以太网的比较
1 传输速度和带宽
现场总线通常较慢，适合小规模系统，而工业以太网速度更快，适用于大规模系统和高 带宽需求。
工业以太网与现场总线的优缺点
工业以太网与现场总线的优缺点1 引言用于办公室和商业的以太网伴随着现场总线大战硝烟已悄悄地进入了控制领域，近年来以太网更是走向前台，发展迅速，颇引人注目。
究其原因，主要由于工业自动化系统正向分布化、智能化的实时控制方面发展，其中通信已成为关键，用户对统一的通信协议和网络的要求日益迫切。
另一方面，Intranet/Internet等信息技术的飞速发展，要求企业从现场控制层到管理层能实现全面的无缝信息集成，并提供一个开放的基础构架，而目前的现场总线尚不能满足这些要求。
现场总线的出现确实给工业自动化带来一场深层次的革命，但多种现场总线互不兼容，不同公司的控制器之间不能实现高速的实时数据传输，信息网络存在协议上的鸿沟,导致“自动化孤岛”现象的出现，促使人们开始寻求新的出路并关注到以太网。
同时现场总线的传输速率也远远不如工业以太网传输速率快。
2 以太网与工业以太网2.1 什么是以太网与工业以太网以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。
以太网在互联设备之间以10～100Mbps的速率传送信息包，双绞线电缆型号为10 Base T。
以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。
直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性好。
普通以太网应用到工业控制系统，这种网络叫工业以太网。
2.2 以太网具有的优点（1）具有相当高的数据传输速率（目前已达到100Mbps），能提供足够的带宽；（2）由于具有相同的通信协议，Ethernet和TCP/IP很容易集成到IT（信息技术）世界； （3）能在同一总线上运行不同的传输协议，从而能建立企业的公共网络平台或基础构架； （4）在整个网络中，运用了交互式和开放的数据存取技术；（5）沿用多年，已为众多的技术人员所熟悉，市场上能提供广泛的设置、维护和诊断工具，成为事实上的统一标准；（6）允许使用不同的物理介质和构成不同的拓扑结构。
工业以太网与CAN总线的比较
工业以太网与CAN现场总线的比较方健摘要：工业以太网和现场总线是工业控制现场中的两大主要网络通信形式。
本文分别简要介绍了工业以太网和CAN总线的内容，并对两者在优缺点、通信协议、在工业信息化网络的应用和通信方案进行了分析和比较。
关键词：CAN现场总线；工业以太网；通信协议；工业控制；通信方案A comparison between industrial Ethernet and CAN busFang Jian(Hubei Normal University school of mechanical electrical and control engineeringHubei, Huangshi,453002)Abstract:Both industrial ethernet and fieldbus are the two primary forms of network communication in the field of industrial control.In this paper ,the content of industrial ethernet and fieldbus are both briefly introduced.And It presents the analysis and comparison between the industrial Ethernet and the fieldbus on relative merits, communication protocol , Industrial information network and communication scheme.Key words:CAN bus;industrial ethernet; communication protocol;industrial control1、引言现场总线是应用在生产现场,在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。
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工业以太网与现场总线的优缺点
1 引言
用于办公室和商业的以太网伴随着现场总线大战硝烟已悄悄地进入了控制领域，近年来以太网更是走向前台，发展迅速，颇引人注目。
究其原因，主要由于工业自动化系统正向分布化、智能化的实时控制方面发展，其中通信已成为关键，用户对统一的通信协议和网络的要求日益迫切。
另一方面，Intranet/Internet等信息技术的飞速发展，要求企业从现场控制层到管理层能实现全面的无缝信息集成，并提供一个开放的基础构架，而目前的现场总线尚不能满足这些要求。
现场总线的出现确实给工业自动化带来一场深层次的革命，但多种现场总线互不兼容，不同公司的控制器之间不能实现高速的实时数据传输，信息网络存在协议上的鸿沟,导致“自动化孤岛”现象的出现，促使人们开始寻求新的出路并关注到以太网。
同时现场总线的传输速率也远远不如工业以太网传输速率快。
2 以太网与工业以太网
2.1 什么是以太网与工业以太网
以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
该标准定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法。
以太网在互联设备之间以10～100Mbps的速率传送信息包，双绞线电缆型号为10 Base T。
以太网由于其低成本、高可靠性以及10Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。
直扩的无线以太网可达11Mbps，许多制造供应商提供的产品都能采用通用的软件协议进行通信，开放性好。
普通以太网应用到工业控制系统，这种网络叫工业以太网。
2.2 以太网具有的优点
（1）具有相当高的数据传输速率（目前已达到100Mbps），能提供足够的带宽；
（2）由于具有相同的通信协议，Ethernet和TCP/IP很容易集成到IT（信息技术）世界；
（3）能在同一总线上运行不同的传输协议，从而能建立企业的公共网络平台或基础构架；
（4）在整个网络中，运用了交互式和开放的数据存取技术；
（5）沿用多年，已为众多的技术人员所熟悉，市场上能提供广泛的设置、维护和诊断工具，成为事实上的统一标准；
（6）允许使用不同的物理介质和构成不同的拓扑结构。
2.3 工业以太网的优点
（1）基于TCP/IP的以太网采用国际主流标准，协议开放、完善不同厂商设备，容易互连具有互操作性；
（2）可实现远程访问，远程诊断；
（3）不同的传输介质可以灵活组合，如同轴电缆、双绞线、光纤等；
（4）网络速度快，可达千兆甚至更快；
（5）支持冗余连接配置，数据可达性强，数据有多条通路抵达目的地；
（6）系统容易几乎无限制，不会因系统增大而出现不可预料的故障，有成熟可靠的系统安全体系；
（7）可降低投资成本。
3 主流应用层协议‐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实时通信，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，制定有效的实时通信服务机制，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,HSE, EtherNet/IP, ProfiNet 等。
MODBUS/TCP协议是法国施耐德公司1999年公布的协议，以一种非常简单的方式将MODBUS帧嵌入到TCP帧中。
这是一种面向连接的方式，每一个呼叫都要求一个应答。
这种呼叫/应答的机制与MODBUS的主从机制相互配合，使交换式以太网具有很高的确定性。
利用TCP/IP协议，通过网页的形式可以使用户界面更加友好，并且利用网络浏览器就可以查看企业网内部的设备运行情况。
施耐德公司已经为MODBUS注册了502端口，这样就可以将实时数据嵌人到网页中，通过在设备中嵌人Web服务器，就可以将Web浏览器作为设备的操作终端。
已是中国国家标准，《基于Modbus协议的工业自动化网络规范第3部分:Modbus协议在
TCP/IP上的实现指南》标准号为：GB/Z 19582.3‐2004
HSE是基金会现场总线FF于2000年发布的工业Ethernet规范，是以太网协议IEEE802.3,TCP/IP协议族和FF H1的结合体。
FF现场总线基金会将HSE定位于实现控制网络与Internet的集成。
由HSE连接设备将H1网段信息传送到以太网的主干网上，这些信息可以通过互连网送到主控室，并进一步送到企业的EPP和管理系统。
操作员可以在主控室直接使用网络浏览器查看现场运行情况，现场设备也可以通过网络获得控制信息。
EtherNet/IP是美国罗克韦尔公司于2000年发布的工业Ethernet规范，它很好地采用了当前应用广泛的以太网通信芯片以及物理媒体。
IP代表Industrial Protocol,以此来与普通的以太网进行区分。
它是将传统的以太网应用于工业现场层的一种有效的方法，允许工业现场设备交换实时性强的数据。
EtherNet/IP模型由IEEE802. 3标准的物理层和数据链路层、以太网TCP/IP协议和控制与信息协议CIP三部分组成。
CIP是一个端到端的面向对象并提供了工业设备和高级设备之间的连接的协议，CIP有两个主要目的，一是传输同1/O设备相联系的面向控制的数据，二是传输其它同被控系统相关的信息，如组态、参数设置和诊断等。
CIP协议规范主要由对象模型、通用对象库、设备行规、电子数据表、信息管理等组成。
ProfiNet是德国西门子公司于2001年发布的工业Ethernet的规范。
该规范主要包括三方面的内容:1）基于组件对象模型（COM）的分布式自动化系统;2）规定了ProfiNet现场总线和标准以太网之间开放透明通信;3）提供了一个独立于制造商，包括设备层和系统层的系统模型。
ProfiNet的基础是组件技术，在ProfiNet中，每一个设备都被看成一个具有COM接口的自动化设备，同类设备都有相同的COM接口。
在系统中可以通过调用COM接口来调用设备功能。
组件对象模型使不同制造商遵循同一个原则创建的组件之间可以混合使用，简化了编程。
每一个智能设备都有一个标准组件，智能设备的功能通过对组件进行特定的编程来实现。
同类设备具有相同的内置组件，对外提供相同的COM接口。
为不同厂家的设备之间提供了良好的互换性和互操作性。
已是中国国家标准指导性标准，标准号：《国家标准化指导性技术文件GB/Z 20541‐2006 PROFINET规范》我国第一个拥有自主知识产权的现场总线国家标准EPA在国际标准化工作
中取得了重大突破，已通过IEC/SC65C会员国家的投票被IEC发布为IEC/PAS 62409标准化文件作为第10类型列入实时以太网国际标准IEC 61784‐2 并将收录为现场总线国际标准IEC 61158第四版，成为中国第一个被国际标准化组织接收和发布的工业自动化标准。
4 工业以太网的前景
以太网随着技术的成熟，交换技术的应用，高速以太网的发展等在工业自动化领域上正迅速增长，几乎所有的现场总线系统最终可以都连接到以太网。
随着集成电路的发展，高档的微处理器作为I/O处理器和控制器核心的条件逐渐成熟，而在控制器上运行的实时嵌入式操作系统使控制器易于实现TCP/IP协议，以太网络更易于接近现场。
工业以太网已经成为控制系统网络发展的主要方向，具有很大的发展潜力。
过程控制工业和自动化工业,从嵌入式系统到现场总线控制系统,都认识到了以太网和TCP/IP 的重要性,以太网和TCP/ IP 作为世界上最为广泛应用的网络协议,它将成为过程级和控制级的主要传输技术。
带TCP/ IP 协议的标准的以太网接口现在已经在智能设备和I/ O 模块中使用。
它能够与工厂信息管理系统进行直接地、无缝地连接,而无需任何专用设备。
因此可以说,工业以太网在工业通讯网络中的使用将构建从底层的现场设备到先进与优化控制层、企业管理决策层的综合自动化网络平台,从而可以消除企业内部的各种自动化孤岛。
以太网作为21 世纪未来工业网络的首选,它将在控制和现场设备级成为标准的高速工业网络，有着广阔的应用和发展前景。
工业以太网技术直接应用于工业现场设备间的通信已成大势所趋。