各种工业以太网的区别

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工业以太网

工业以太网工业以太网，所谓工业以太网通俗地讲就是应用于工业的以太网。

以太网是目前计算机局域网最常见的通信协议标准，但它是为办公自动化的应用而设计的，并没有考虑到工业现场环境的需求，比如高温、低温、防尘等，所以以太网不能直接应用于环境恶劣的工业现场。

所以工业以太网就随之产生了。

现代以太网技术与智能建筑以太网发展至今已有20余年历程，作为局域网组网的主要技术，一直长久不衰。

在这期间，令牌环、令牌总线、FDDI、ATM等技术分别在不同的阶段冲击着以太网在局域网领域的盟主地位。

但是以太网以其简单、价廉、高带宽、维护方便以及不断发展的特点牢牢地占领着局域网领域，并向着接入网和城域网领域发展。

自从以太网技术由共享发展到交换后，星型结构、交换与高带宽三大因素形成了与传统以太网大不相同的现代以太网技术。

进入21世纪以来，IT界已经不再寻找替代以太网的技术，转而寻找增强以太网的功能和将它扩展到新领域的途径。

现代以太网组网功能已经大大地超越了基本的以太网功能。

TCP／IP与以太网是开放性的强强组合，逐步渗透到建筑智能化领域的各个方面，给予智能建筑强大的生命力。

在智能建筑领域，TCP／IP以太网不仅作为信息服务／管理／监控的网络平台，而且越来越成为视频／语音等应用的支撑平台。

可以认为，随着安防数字化进程的加速，目前市场上直接采用标准双绞线和专用以太网来构成某些安防子系统的产品已经出现。

这样一来，出现基于以太网的多个子系统融合的、结构优化的、可靠的、—体化的安防系统已经不是一种方向性的讨论了。

在某些智能建筑的机电设备监控系统中，现场控制网络采用工业控制以太网已不是个别的案例了。

传统以太网（DIX）的核心思想是在共享的公共传输媒体上以半双工传输模式丁作，网络的站点在同一时刻要么发送数据，要么接收数据，而不能同时发送和接收。

导致十双工传输模式工作的主要原因在于公共传输媒体上站点发送帧的碰撞。

这种帧碰撞效应不仪限制了站点的传输带宽；而且还构成了束缚传输范围的碰撞域，大大影响了传输媒体（特别是光纤）的传输距离。

工业以太网交换机和商业以太网交换机的区别

工业以太网交换机和商业以太网交换机的区别
性能方面，工业以太网交换机和普通交换机没有太大区别。

从网络层面来看，有第2层交换机，当然还有三层交换机。

工业以太网交换机在产品设计和组件选择上非常讲究。

它用于工业领域，在机械、气候、电磁等恶劣环境下仍能正常工作。

因此，它经常被广泛应用于恶劣的工业生产场景中。

我来告诉你工业以太网交换机和普通交换机的区别。

1.元器件
工业以太网交换机组件的选择要求较高，可以更好的满足工业生产现场的需求。

2.机械环境
工业以太网交换机能更好的适应恶劣的机械环境，包括耐振动、耐冲击、耐腐蚀、防尘、防水。

3.气候环境
工业以太网交换机可以更好地适应恶劣的气候环境，包括温度和湿度。

4.电磁环境
工业以太网交换机抗电磁干扰能力强。

5.工作电压
工业以太网交换机的工作电压范围较宽，而普通交换机的电压要求较高。

6.电源设计
普通交换机基本都是单电源，工业交换机一般都是双电源互为备份。

7.安装方式
工业以太网交换机可以通过DIN导轨和机架安装，普通交换机一般通过机架和台
式机安装。

8.散热方式
工业以太网交换机一般采用无风扇外壳散热，普通交换机采用风扇散热。

以太网与工业以太网的区别

以太⽹与⼯业以太⽹的区别以太⽹产⽣延迟的主要原因是冲突，其原因是它利⽤了CSMA/CD技术。

在传统的共享⽹络中，由于以太⽹中所以的站点，采⽤相同的物理介质相连，这就意味着2台设备同时发出信号时，就会出现信号见的互相冲突。

为了解决这个问题，以太⽹规定，在⼀个站点访问介质前，必须先监听⽹络上有没有其他站点在同时使⽤该介质。

如果有则必须等待，此时就发⽣了冲突。

为了减少冲突发⽣的⼏率，以太⽹常采⽤1-持续CSMA，⾮持续CSMA，P-持续CSMA的算法2。

由于以太⽹是以办公为⽬标设计的，并不完全符合⼯业环境和标准的要求，将传统的以太⽹⽤于⼯业领域还存在着明显的缺陷。

但其成本⽐⼯业⽹络低，技术透明度⾼，特别是它遵循IEEE802.3协议为各⼚商⼤开了⽅便之门。

以太⽹的缺陷 1、确定性由于以太⽹的MAC层协议是CSMA/CD，该协议是的⽹络上存在冲突。

对于⼀个⼯业⽹络，如果存在着⼤量的冲突，就必须多次重发数据，使得⽹络间通信的不确定性⼤⼤增加，带来系统控制性能的降低。

2、实时性在中，在⼀个事件发⽣之后，系统必须在⼀个可以准确预见的时间范围内作出反应。

⽽⼯业上对数据传输的实时性要求⾮常⾼，数据的更新是在数⼗毫秒完成。

⽽以太⽹的CSMA/CD机制，当发⽣冲突时重发数据，可以尝试16次，这种解决冲突的机制是以付出时间为代价的。

⽽设备的掉线，可能会造成重⼤的设备或者⼈⾝安全事故。

3、可靠性以太⽹是为商业设计的，但应⽤到⼯业现场，⾯对恶劣的⼯况、严重的线间⼲扰，必然降低其可靠性。

所以⼯业⽹络要求具有⾼的可靠性，可恢复性以及可维护性。

的解决机制 1、交换技术将共享的局域⽹进⾏有效的冲突域划分机制。

各个领域之间⽤交换机连接，减少冲突问题和错误传输。

这样可以尽量避免冲突的发⽣，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，发⽣冲突的概率越⼤。

提⾼以太⽹的通讯速度，可以有想降低⽹络的负荷。

以太网和工业以太网有什么区别？EthernetVsIndustrialEthernet

以太网和工业以太网有什么区别？EthernetVsIndustrialEthernet工业以太网系统必须比办公室以太网更强大。

以太网，特别是工业以太网，最近已成为制造业中流行的行业术语。

虽然相似，但它们都提供不同的特性和好处。

本文将探讨以太网和工业以太网是什么以及它们之间的区别。

什么是以太网？以太网最初是在1970 年代开发的，后来被标准化为IEEE 802.3。

以太网是 IEEE 802.3 所涵盖的局域网 (LAN) 产品组，IEEE 802.3 是一组电气和电子工程师协会(IEEE) 标准，定义了有线以太网媒体访问控制的物理层和数据链路层。

1 这些标准还描述了配置以太网的规则以及网络元素如何相互协作。

2以太网允许计算机通过一个网络进行连接——没有它，当今现代世界的设备之间的通信将是不可能的。

以太网是电线和电缆系统的全球标准，用于通过组织的单一网络连接多台计算机、设备、机器等，以便所有计算机可以相互通信。

以太网最初是一根电缆，使多个设备可以连接到一个网络上。

现在，可以根据需要将以太网网络扩展到新设备。

以太网现在是世界上最流行和使用最广泛的网络技术。

3工业以太网的工作原理图1. 工业环境需要这种先进技术，以确保正确发送和接收特定的制造数据。

如果使用瓶子灌装厂的示例，工业以太网自动化技术能够通过网络发送灌装数据，以确保瓶子按预期灌装。

使用以太网时，数据流被分成较短的片段或帧——每个片段都包含特定的信息，例如数据的来源和目的地。

为了让网络根据需要接受和发送数据，此类数据是必要的。

以太网技术的其他术语包括：•介质：在现代以太网技术中，介质是以太网设备连接的双绞线或光纤电缆，为数据传输提供路径•分段：单个共享媒体。

•节点：连接到段的设备。

标准以太网能够以 10 Mbps 到 100 Mbps 的速度发送数据。

千兆以太网是IEEE 802.3 标准下使用的一个术语，用于描述以1 Gbps 的速率传输的以太网速度。

各种工业以太网的区别

各种工业以太网的区别其实就是协议的区别,其中最主要的还是应用层协议的区别.都是以太网通讯,只是每个公司的叫法不一样,西门子用PROFINET、AB用EthernetIP、施耐德的MODBUSTCP/IP.取个例子,以太网就像高速公路,Ethernet/IP、Profinet、ModbusTCP/IP分别像高速公路上的宝马、奔驰、奥迪车,都可以从一个城市把物品运送到另一城市.但是每个车上安装的零件无法和另一车上的零件进行更换.EtherCAT以太网控制自动化技术是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统,EterCAT名称中的CAT为ControlAutomationTechnology控制自动化技术首字母的缩写.最初由德国倍福自动化有限公司BeckhoffAutomationGmbH研发.EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准,同时,它还符合甚至降低了现场总线的使用成本.EtherCAT的特点还包括高精度设备同步,可选线缆冗余,和功能性安全协议SIL3. Ethernet/IP是一个面向工业自动化应用的工业应用层协议.它建立在标准UDP/IP与TCP/IP协议之上,利用固定的以太网硬件和软件,为配置、访问和控制工业自动化设备定义了一个应用层协议西蒙公司开发Ethernt/IP属于ODVA组织,Rockwell只是其中一个推广力度比较大的公司而已.施耐德也是ODVA组织的成员,施耐德所有PLC都可以支持Ethernt/IP协议.Ethernt/IP协议是十大总线之一,和Controlnet、Devicenet一起称为CIP总线.可以实现协议间路由,但是需要Rslinx软件进行配置.通讯时需要设置RPI参数,没有任何客户端的反馈信息,因此不管现场客户端是否收到数据,数据一致由服务器不断的发,缺少相应的检测.PROFINET由PROFIBUS国际组织PROFIBUSInternational,PI推出,是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准.作为一项战略性的技术创新,PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案,囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题,并且,作为跨供应商的技术,可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线如PROFIBUS技术,保护现有投资.PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案,其功能包括8个主要的模块,依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化.MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的MODBUS系列通讯协议的派生产品.显而易见,它覆盖了使用TCP/IP协议的“Intranet”和“Internet”环境中MODBUS 报文的用途.协议的最通用用途是为诸如PLC’s,I/O模块,以及连接其它简单域总线或I/O 模块的网关服务的.MODBUS/TCP协议是作为一种实际的自动化标准发行的.既然MODBUS已经广为人知,该规范只将别处没有收录的少量信息列入其中.然而,本规范力图阐明MODBUS中哪种功能对于普通自动化设备的互用性有价值,哪些部分是MODBUS作为可编程的协议交替用于PLC’s的“多余部分”.它通过将配套报文类型“一致性等级”,区别那些普遍适用的和可选的,特别是那些适用于特殊设备如PLC’s的报文.ModbusTCP/IP由ModbusIDA组织提出,有施耐德旗下的Modicon公司主推,在目前施耐德所有PLC产品中都支持,同时也支持Ethernet/IP协议,ModbusTCP/IP是免费的、全开放协议,可以用VB等高级编程语言调用winsock控件即可实现与PLC的数据通讯,因此,很多产品都支持该协议.同时利用该协议进行通讯时,可以得到客户端的数据校验返回,因此可靠性和安全性较高,当然牺牲了数据量.POWERLINK=CANopen+Ethernet鉴于以太网的蓬勃发展和CANopen在自动化领域里的广阔应用基础,EthernetPOWERLINK融合了这两项技术的优点和缺点,即拥有了Ethernet的高速、开放性接口,以及CANopen在工业领域良好的SDO和PDO数据定义,在某种意义上说POWERLINK就是Ethernet上的CANopen,物理层、数据链路层使用了Ethernet介质,而应用层则保留了原有的SDO和PDO对象字典的结构虽然这些工业以太网都是国际标准,但是指的是IEC61784里的标准,但是这些工业以太网不都是标准的以太网.即这些工业以太网并不都是符合IEEE802.3U的标准,这当中只有Modbus-TCP和EtherNet/IP是符合IEEE802.3U的,只有符合IEEE802.3U标准的,才能与IT 和以太网将来的发展相兼容.而不符合IEEE802.3U标准的,基本上可以讲不是以太网,它们都对以太网进行了修改,或者是硬件或者是软件,已经不是以太网了.a.ModbusTCP和EtherNet/IP的区别主要是应用层不相同,ModbusTCP的应用层采用Modbus 协议,而EtherNet/IP采用CIP协议,这两种工业以太网的数据链路层采用的是CSMA/CD,因此是标准的以太网,另外,这两种工业以太网的网络层和传输层采用TCP/IP协议族.还有一个区别是,Modbus协议中迄今没有协议来完成功能安全、高精度同步和运功控制等,而EtherNet/IP有CIPSafety、CIPSync和CIPMotion来完成上述功能,所以才有Schneider 加入ODVA,成为ODVA的核心成员来推广EtherNet/IP.由于这两种网络都是标准的TCP/IP 以太网,所以所有标准以太网节点都可以接入这两种网络.b.PROFINET分为原来划分为v1,v2,v3,现在一般称为ProfiNetCBA、ProfiNetIO和ProfiNetIRT.也就是通过以太网来实现对等通讯、实时控制和运动控制.v1采用TCP/IP协议,采用标准的以太网,而V2和V3不采用tcp/ip协议,这两种都绕过tcp/ip协议,采用另外的网络层和传输层协议,开发ProfiNet采用开发人员人员认为tcp/ip协议增加了数据在网络中的传输延迟,其实这是一种误解,据美国密歇根大学的教授研究后认为数据在TCP/IP 中的传输延迟很小,他们研究得出数据在经过TCP,IP栈时延迟只有不到100微秒,如果采用UDP/IP时就更小,同时他们研究也得出数据在不同应用层延时比较大,不同的协议延迟不一样,但是相差不是很大,从200us-800us不等,他们经过实验后认为以太网的基础设施指交换机、网卡等和TCP/IP协议并不是影响工业以太网实时性的主要原因,而认为应用层协议才是主要原因.所以密歇根大学的教授认为绕开TCP/IP协议没有丝毫的意义,反而由于缺少了TCP/IP协议,使得设备也就缺少了IT功能,与其它现场总线没有区别.ProfiNetV3就更特别了,它不完全采用标准以太网的数据链路层,有一不时间采用以太网的数据链路层CSMA/CD,而另外一部分时间采用自己的数据链路层,通过一个高精度的时间来完成.所以ProfiNetV3也就不是标准的以太网了,也就给Profinetv3带来如下的问题：不能采用标准的交换机、不能采用标准的以太网芯片、与企业网相连可能会出现问题,与标准以太网相连还要特殊的网关、添加和删除一个节点都需要重新组态网络和重新启动网络、至今没有千兆网络,还有最重要的是,当标准以太网以后发展了后,它不能与标准以太网相兼容,不具有将来以太网所应具有的功能.c.EtherCat这种工业以太网也很奇怪,它们不使用标准的芯片,一般不使用交换机,软件也不是标准的,对以太网的数据帧进行了一些修改,我们知道一个数据帧只有一个源节点,但是对于EtherCat一个数据可能有多个源节点,即一个数据是由多个节点发送的数据组合而成的.所以对于这样的网络,标准的以太网设备也不能接入这样的网络.我认为Ethernet/IP和ProfiNet这两种工业以太网都适合各个行业.首先这两种工业以太网都用于传输非实时数据,还可传输实时数据,即可以用于离散控制,也可用于过程控制当然现在还不能用于本安应用.其次,这两种工业以太网都可用于网络功能安全传输,Ethernet/IP有CIPSafety协议,而ProfiNet有Profisafe协议,还有在运动控制方面ProfiNet有ProfiNetIRT,而EtherNet/IP则有CIPSafety,二者都可以用于中高端的运动控制.最后两者都有基于IEEE1588的高精度时钟同步.而ModbusTCP,EtherCat和PowerLink,都只能完成部分控制任务,如ModbusTCP一般只作常规IO实时和非实时数据.而EtherCat 和PowerLink则更象是为运动控制而开发的,这二者好像没有功能安全、在PLC和DCS控制方面也没有得到大自动化公司的支持,况且这两者又对以太网进行修改,一个在软件,另一个在软件和硬件方面都进行了修改,都不能兼容标准的以太网设备,个人认为这样做得不偿失,为满足运动控制而不能兼容已有的标准的以太网设备而开发的工业以太网并不是以太网,与其说是工业以太网还不如说是另一种现场总线.我认为工业以太网的竞争将会在Ethernet/IP和ProfiNet间进行,其中EtherNet/IP以后将由罗克韦尔自动化、Omron、施耐德和思科公司来推动,而ProfiNet将由业界老大西门子公司带领,不知谁将引导未来.最后一定是大西洋两岸的两大巨人之间的角力,就像以前的现场总线战争,最后还不是Profibus和DeviceNet,别的都只能当陪衬的角色当然,现在大家都在看中国这个大西洋两岸以外的单一最大市场,中国把砝码放在谁这一边,可能会使天平倾斜一点.但最后,肯定两者都会存在的.现实中选择什么厂家的PLC,建议选择对应的以太网协议,除了施耐德和Rockwell的PLC都支持Ethernet和ModbusTCP/IP协议外施耐德在两个协议支持上做的更好,目前都没有任何网关产品可以实现Profinet与其它协议的转换.即便有相应的网关,不论成本增加了多少,还牺牲了实时性.因此,建议选择什么PLC,选择相应的以太网即可.性能在目前的所有控制系统中差别不大.。

工业以太网简介

执行器连续的被控对象传感器
，其中为整

以太网
离散的控制器
图 2.2 延时合并的网络控制系统结构
2.3.2 节点的驱动方式的选择网络控制系统有一个很重要的概念：节点的驱动方式，其他控制系统中不存在这个概念。一般节点的驱动方式分为两种：事件驱动和时间驱动。时间驱
动就是系统节点按照事先规定的时间间隔处理相应的任务，例如定时采样。而事件驱动是指当系统节点收到数据时，开始处理相应的任务。不同的驱动方式，系统的数学模型也不一致，即使采用相同的控制算法，控制效果也不同。传感器一般都采用时间驱动方式，执行器和控制器的驱动方式有待讨论。当控制器和执行器有一个为时间驱动时，便存在与传感器时间同步的问题。网络控制系统的节点有可能分布在一个较大的物理空间，各个节点很难保持精确的时间同步。系统应当尽可能避免使用时间同步。 1、执行器采用时间驱动方式传统的离散控制算法，都是基于 Z 变换的，也就是等周期控制，执行器节点采用时间驱动，每个控制量的执行时间为定值（采样周期），与算法设计的一致。当延时小于一个采样周期时，系统总的延时为常数，有利于控制算法的设计与分析。但执行器节点采用时间驱动会增大反馈通道的时延，当前控制量无法及时作用到被控对象，不可避免的降低闭环系统的性能。 2、执行器采用事件驱动方式执行器节点采用事件驱动，可以减小反馈通道的时延，使得控制量能够尽快的作用于被控对象，有利于改善系统的性能。在一个周期内执行器可能会收到多个控制信号，或者几个周期内执行器才收到一个控制信号，每个控制量的执行时间不是定值（采样周期），与算法设计不一致，可能使控制效果变差，同时使得系统的数学模型相对要复杂一些，系统的分析也更加困难。当网络总延时小于一个采样周期时，执行器一般都采用事件驱动方式。 3、控制器采用时间驱动方式控制器采用时间驱动，就要考虑时间同步问题。若控制器与传感器的时间同步，当传感器数据传输时延为 Tsc ，则传感器到控制器的延时为 sc (int(Tsc T ) 1) T ， int() 是向零方向取整函数， T 为采样周期。若控制器与传感器的时间不同步，设控制器的时间比传感器的时间落后

工业以太网协议

工业以太网协议工业以太网协议（Industrial Ethernet Protocol）是一种用于工业领域的以太网通信协议，它结合了以太网的高带宽和工业自动化的可靠性和实时性需求。

工业以太网协议被广泛应用于工业控制系统、工厂自动化和机器人控制等领域。

工业以太网协议与传统的以太网相比有以下几点特点：1. 实时性：工业控制系统需要实时传输和处理数据，工业以太网协议提供了实时性能，可以满足实时控制和监控的需求。

2. 可靠性：工业环境中存在较多的电磁干扰、温度变化和振动等因素，工业以太网协议采取了诸如冗余通信、自适应传输速率和纠错机制等措施，提高了通信的可靠性。

3. 安全性：工业网络需要防止数据泄露、篡改和非法访问等安全威胁，工业以太网协议支持数据加密和认证机制，提供了较高的安全性保障。

4. 扩展性：工业以太网协议支持灵活的网络拓扑结构和设备连接方式，可以方便地扩展和更改网络规模和拓扑。

5. 互联性：工业以太网协议与传统的以太网兼容性强，可以与现有的以太网设备和技术无缝集成，提高了工业网络的互联性。

工业以太网协议包括多种不同的通信协议和协议簇，如乙太网/IP（Ethernet/IP）、PROFINET、Modbus TCP等。

每种协议都有各自的特点和适用场景。

以乙太网/IP为例，它采用了以太网和TCP/IP协议作为基础，并加入了针对工业控制的特殊功能和协议。

它支持实时控制、实时数据传输和设备管理等功能，并提供了与其他协议的互操作性。

在工业以太网协议中，数据传输一般采用分组交换方式，数据分组按照优先级和实时性要求进行排序和传输，确保控制数据能够及时到达目标设备。

同时，工业以太网协议还支持多路径冗余传输、广播和组播等特性，提高了网络的可靠性和效率。

总之，工业以太网协议是一种专门为工业环境设计的通信协议，它融合了以太网和工业自动化的需求，具有实时性、可靠性、安全性、扩展性和互联性等特点。

随着工业自动化和数字化的发展，工业以太网协议将在工业控制系统和工厂自动化中扮演越来越重要的角色。

以太网与工业以太网的区别

以太网与工业以太网的区别
1、以太网一般用在的办公室及其类似环境中。

办公室以太网是为基本级别设计的，而工业以太网可以考虑多个级别，并可在较差重的环境中使用。

2、工业以太网更适合处理工厂噪音、工厂流程和更恶劣的环境，甚至可以更好地响应工厂车间的数据冲突。

3、工业以太网技术中的电缆和连接器也可能有所不同。

例如，工业环境中使用的连接器不会像实时自动化中报告的那样成为基本的锁定机构。

由于环境恶劣，需要更重的锁定机构。

在重型应用中通常需要密封连接器。

4、商业或办公室以太网与工业以太网之间的布线也可以不同。

轻型工业电缆可以比传统以太网电缆具有更高的质量。

重型电缆周围使用的护套和金属也提高了质量，使它们更耐用。

5、工业以太网在物理上满足下列条件
以太网设备必须能够承受电磁干扰/射频干扰、冲击、振动、灰尘、水以及化学和气体的暴露。

为设备不停机，经常使用双电源连接。

交换机发生故障利用干接点来设置各种警报。

为降低了设备的平均故障间隔时间不使用风扇进行冷却。

利用外壳作为散热器，还可以用在爆炸性环境中。

这些是普通以太网交换机所没有的。

由于上述原因，工业额定通信设备的成本通常比同类商业产品更高。

通过将冗余功能与高质量组件相结合，工业额定设备能够承受最极端的环境，从而实现工厂内外的无缝通信。

工业以太网

2. ProfiNet
ProfiNet主要包括三方面技术：
(1) 基于通用对象模型(COM)的分布式自动化系统 (2) 规定了Profibus和标准以太网之间的开放、透明通
信 (3)提供了一个包括设备层和系统层、独立于制造商的系统模型
采用标准TCP/IP与以太网作为连接介质，采用标准TCP/IP协议加上应用层的PCM/DCOM来完成节点之间的通信和网络寻址。可以同时挂接传统 Profibus系统和新型的智能现场设备。
HSE与OSI互联参考模型的比较图
FF HSE工业以太网系统结构
HSE在应用层和用户层直接采用FF H1的应用层服务和功能块应用进程规范，并通过链接设备(Linking Device)将FF H1网络连接到 HSE网段上，HSE链接设备同时也具有网桥和网关的功能，它的网桥功能能够用来连接多个H1总线网段，使不同H1网段上面的H1设备之间能够进行对等通信而无需主机系统的干预。 HSE主机可以与所有的链接设备和链接设备上挂接的H1设备进行通信，使操作数据能传送到远程的现场设备，并接收来自现场设备的数据信息，实现监控和报表功能。监视和控制参数可直接映射到标准功能块或者“柔性功能块”(FFB)中。
第四章工业以太网
第四章工业以太网
现场总线控制系统(FCS)的发展改变了工业控制系统的结构，具有开放、分散、数字化、可互操作性等特点，有利于自动化系统与信息系统的集成。
缺陷:
主要表现在迄今为止现场总线的通信标准尚未统一，这使得个厂商的仪表设备难以在不同的FCS中兼容。此外，FCS的传输速度也不尽人意，在有些场合无法满足实时控制的要求。由于上述原因，FCS在工业控制中的推广应用受到了一定的限制。
现有的Profibus网段可以通过一个代理设备(Proxy)连接到ProfiNet网络当中，使整套Profibus设备和协议能够原封不动地在ProfiNet中应用。

各种工业以太网的区别其实就是协议的区别,其中最主要的还是应用层协议的区别。

各种工业以太网的区别其实就是协议的区别，其中最主要的还是应用层协议的区别。

都是以太网通讯，只是每个公司的叫法不一样，西门子用PROFINET、AB用Ethernet IP、施耐德的MODBUS TCP/IP。

取个例子，以太网就像高速公路，Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP分别像高速公路上的宝马、奔驰、奥迪车，都可以从一个城市把物品运送到另一城市。

但是每个车上安装的零件无法和另一车上的零件进行更换。

EtherCAT（以太网控制自动化技术）是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，EterCAT名称中的CAT 为ControlAutomation Technology（控制自动化技术）首字母的缩写。

最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff AutomationGmbH)研发。

EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。

EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。

Ethernet/IP是一个面向工业自动化应用的工业应用层协议。

它建立在标准UDP/IP与TCP/IP协议之上，利用固定的以太网硬件和软件，为配置、访问和控制工业自动化设备定义了一个应用层协议西蒙公司开发Ethernt/IP属于ODVA组织，Rockwell只是其中一个推广力度比较大的公司而已。

施耐德也是ODVA组织的成员，施耐德所有PLC都可以支持Ethernt/IP协议。

Ethernt/IP协议是十大总线之一，和Controlnet、Devicenet一起称为CIP总线。

可以实现协议间路由，但是需要Rslinx软件进行配置。

通讯时需要设置RPI参数，没有任何客户端的反馈信息，因此不管现场客户端是否收到数据，数据一致由服务器不断的发，缺少相应的检测。

PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。

几种典型工业以太网技术比较

8
4 Ethernet Powerlink
Ethernet POWERLINK（以下有时简称为 EPL）自 2001 年由贝加莱公司推出以来，存在三个版本，如图 4-1 所示。
图 4-1 EPL 版本
4.1 技术特点（贝加莱宣称）（1）单个网段最多连接 240 个实时站点；（2）真正的确定性通信；达到 IAONA 实时等级 4 级（最高等级）；快速，100Mbit/s，最小循环周期 200us；网络站点之间精确同步，抖动小于 1us。（3）标准化；底层技术采用 IEEE802.3u，快速以太网；支持 IP 协议（TCP，UDP…）；集成 CANopen 行规 EN50325-4，实现设备的互操作性；基于标准的以太网芯片，不需要特别的 ASICs。（4）直接点到点通信；（5）支持热插拔；（6）支持多 CPU 解决方案，优化负载，使之大体平衡。
几种典型工业以太网技术比较
1
1 工业以太网总览
表 1 给出了常见的几种工业以太网及其管理组织。
序号 1 2 3 4 5 6
表 1-1 常见工业以太网及其管理组织列表
名称 Modbus/TCP Ethernet/IP Ethernet Powerlink PROFInet SERCOS-III EtherCAT
6
（2）通信应用层：一个 Modbus 设备可以提供一个客户机和/或一个服务器 Modbus 接口，并提供 Modbus 客户接口，使用户应用可以生成各类 Modbus 服务请求。
（3）TCP 管理层：负责全面管理报文传输 TCP 连接，并控制未知 IP 地址的访问连接以保证数据安全。TCP 502 端口是为 Modbus/TCP 保留的，每个 Modbus 服务器必须在 502 端口提供监听服务，允许建立连接和交换数据，而 Modbus 客户机端口必须大于 1024。

5种主流的以太网的比较

V o l u m e 6, I s s u e PROFINET POWERLINK EtherNet/IP EtherCAT SERCOS III系统如何运行用户组织背景一览投资可行性及性能您需要知道的每件事系统比较五大主流技术S t e f a n S c h ön e g g e rB h a g a t h S i n g h K a r u n a k a r a nH u a z h e n S o n gS t ép h a n e P o t i e rA n t o n M e i n d lC h r i s t i a n S c h l e g e l对局外人而言，工业以太网存在很多让他们混淆的问题-而且并非孤立，即使那些专家有时候也被各种风起云涌的竞争系统所困扰,尽管制造商们提供了很多信息，描述他们的技术性能和特定的功能，并希望给出易于理解的解释，然而，用户仍然发现他们无法从这里获得比较全面信息以支持他们进行这个方面的投入。

我们也的确经常会遇到这方面的需求-寻求一个概要性的对于主流系统的评价：“在哪些方面存在差异？”，因此，我们觉得有必要出版一个专刊用来探讨这个话题，在创建这个话题时，我们试图去尽力保持客观与公正的角色，我们的综述聚焦于技术本身及其商业意义，也同时考虑了评估系统的战略要素－这主要是对那些考虑长期以太网设备投资安全性的决策者而言的。

在这个刊物中的观点来源于与多个领域中的开发者及决策制定者的交流与探讨而获前言1 s 10 00 s 1 ms 10 ms 100 ms 1 s 10 s高性能同步处理,电子传动机床,高速过程,机器人输送系统,简单控制,多数自动化系统楼宇技术,控制和自动化水平,无故障过程和仓储系统响应时间/抖动实时等级和应用领域实时的不同方法其中一个关键的区别在于不同的工业以太网如何调度并管理数据传输使得网络可以提供实时性，EtherCAT和SERCOSIII 的通信采用了集束帧方式：在每个周期，网络向所有的节点发送一个数据报文，从一个节点到另一个沿环形拓扑结构进行传输，同时采集每个节点的响应数据。

什么是工业以太网？工业以太网有哪些类型？

什么是以太网？以太网是一种计算机局域网技术。

由IEEE组织的IEEE802.3标准制定了以太网技术标准，规定了物理层连接、电子信号和介质接入层协议的内容。

以太网现在是最流行的局域网技术，取代了令牌环、FDDI、ARCNET等其他局域网技术。

以太网是世界上使用最广泛的局域网技术。

有些人认为我们日常生活中的网络是以太网。

我们通常说的交换机，专业名称应该叫以太网交换机。

通常的光纤交换机也使用以太网技术，但传输介质由网线改为光纤。

什么是工业以太网？工业以太网是在以太网技术和TCP/IP技术的基础上发展起来的工业网络。

基于强大的区域集团和IEEE802.3(以太网)。

在线工业以太网SIMATICNET提供了新的多媒体世界的无缝集成。

工业以太网是西门子提出的第一种基于以太网通信的工业通信方式。

与其他西门子通信方式如MPI、DP总线等相比，工业以太网具有速度快、稳定性高、抗噪声能力强、互联互换性好等优点。

过去，以太网在商业环境中被广泛使用。

现在，在很多工业环境中，以太网也成为业界的热点。

相信在不久的将来，工业以太网将成为工业控制网络结构的主要形式和发展趋势。

以太网和工业以太网之间的关系：工业以太网是以太网技术与通用工业协议的完美结合，也是标准以太网在工业领域的应用拓展。

近年来，为了满足高实时性工业应用的需要，各大工业自动化公司和标准化组织都提出了各种工业以太网的实时技术标准，这些标准都是根据IEEE802.3标准制定的。

标准，提高实时性，并与标准以太网建立联系。

6种工业以太网类型。

(1)MODBUSTCP/IP。

(2)以太网/IP。

(3)以太网Powerlink。

(4)PROFINET。

(5)SERCOSIII。

(6)以太网。

工业以太网的优势：1.以太网产品价格相对便宜。

2.轻松接入互联网。

3.兼容性好，技术支持广泛。

4.以太网技术发展迅速，技术先进，可持续发展潜力巨大。

5.通信速度快。

6.强大的资源共享能力。

DCSFCS工业以太网之间的区别和联系

DCSFCS工业以太网之间的区别和联系工业以太网是现代工业领域中应用广泛的一种网络通信技术，而DCSFCS（Data Center Switch Fabric and Converged Storage）则是数据中心网络中的关键技术。

本文将探讨DCSFCS工业以太网之间的区别和联系。

一、DCSFCS和工业以太网的基本概念DCSFCS是数据中心网络中的核心技术，它提供高带宽、低时延的数据通信，用于实现数据中心内服务器之间的高速互联。

而工业以太网则是用于工业自动化领域中的一种通信网络，它可以连接各种工业设备，实现实时控制和数据采集。

二、DCSFCS和工业以太网的通信特性比较1. 带宽要求：DCSFCS：数据中心内的服务器对通信带宽要求较高，以满足大量数据的传输和处理需求。

工业以太网：工业领域通常对通信带宽的要求较低，因为工业设备的数据传输相对较少。

2. 时延要求：DCSFCS：数据中心内的通信需要实现低时延，以保证数据的及时传输和处理。

工业以太网：工业自动化过程通常对通信时延要求较宽松，因为一些控制指令的响应时间可以接受较高的延迟。

3. 可靠性要求：DCSFCS：数据中心的通信需要很高的可靠性，以保证数据传输过程中不出现错误或丢失的情况。

工业以太网：工业领域对通信可靠性的要求较高，以保证工业设备的正常运行和数据的准确采集。

4. 网络拓扑结构：DCSFCS：数据中心网络通常采用多层结构，包括核心层、汇聚层和接入层，以实现高可靠性和高性能的数据通信。

工业以太网：工业自动化网络通常采用总线型或星型拓扑结构，用于连接各个工业设备。

三、DCSFCS和工业以太网的应用领域比较1. 应用范围：DCSFCS：主要应用于数据中心网络中，用于实现服务器之间的高速互联和大规模数据的传输。

工业以太网：主要应用于工业自动化领域，用于连接各种工业设备和实现实时控制。

2. 应用场景：DCSFCS：常见的应用场景包括云计算、大数据处理、虚拟化等领域，旨在提高数据中心的性能和可扩展性。

DCS、FCS、工业以太网之间的区别和联系

DCS、FCS与工业以太网的区别和联系摘要：本文对DCS（集散控制系统/分布式控制系统/distributed control system）、FCS(现场总线控制系统)和工业以太网三种工业自动化控制系统进行了简要的介绍，结合其各自的特点对它们之间的区别和联系进行了论述。

希望读者能够通过本文，对这三种控制系统有一定的认识和了解。

关键词：DCS FCS 工业以太网区别联系1 概述DCS是20世纪70年代随着微处理器的出现而逐渐发展起来的一种计算机控制系统。

因其控制功能分散、操作监视与管理功能集中的特点，称为分布式控制系统。

它是目前在工业控制领域应用最广的计算机控制系统。

由于DCS存在生产厂商专有技术造成的硬件与软件的封闭性，20世纪90年代出现了现场总线技术FCS，它是连接智能测量与控制设备的全数字式、双向传输、具有多节点分支结构的通信链路，是工业自动化领域近年来的热点。

以太网是最著名的几种局域网之一，应用范围很广，它不仅是一种主要的办公自动化局域网，在工业控制网中也得到一定的应用。

以太网在工业控制网络结构中有两种不同的应用，一类是把以太网用在复合型结构的通信网络中作为管理子网，传递生产管理信息；另一类是把以太网当作控制网络使用，即把所有的工作站直接挂在以太网上传递过程数据。

2 三类控制系统的特点2.1DCS的特点典型DCS系统的体系结构一般为三层，即管理级、监控级（工程师站/操作站）和过程控制级，有三级网络连接各层相应的设备。

DCS因而具有三种类型的产品，即仪表型分散控制系统；以PLC为基础的分散控制系统；以PC总线为基础的分散控制系统。

DCS过程控制器与现场变送器的直接连接采用一对一的设备连接方式，需消耗大量的连接电缆且安装和维护费时费力。

DCS属于半数字系统,还需大量的AI/ AO、DI/DO和PI/ PO等中间模板来完成模拟量与数字量间的信息转换。

DCS系统的特点如下：1)集4C(Communication，Computer，Control，CRT)技术与一身；2)是从上到下的树状拓扑系统，其中通信是关键；3)PID功能在中继站中，中继站连接计算机、现场仪器仪表与控制装置；4)是树状拓扑和并行连续的链路结构，也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表；5)与现场仪器仪表间使用模拟信号进行通信；6)成本高，各公司产品不能互换和互操作；7)常用于控制精度要求高的大规模连续过程控制。

各类工业总线对比

各类工业总线对比各类工业总线对比EtherCAT（以太网控制自动化技术）是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，Eter CAT名称中的CAT为ControlAutomation Te chnology（控制自动化技术）首字母的缩写。

最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff Au tomationGmbH)研发。

EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。

Eth erCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。

EtherCAT EtherCAT技术突破了其他以太网解决方案的系统限制：通过该项技术，无需接收以太网数据包，将其解码，之后再将过程数据复制到各个设备。

EtherCAT从站设备在报文经过其节点时处理以太网帧：嵌入在每个从站中的FMMU（现场总线存储管理单元）在帧经过该节点时读取相应的编址数据，并同时将报文传输到下一个设备。

同样，输入数据也是在报文经过时插入至报文中。

整个过程中，报文只有几纳秒的时间延迟。

主站方面也非常经济，商用的标准网卡（NIC）或任何主板集成的以太网控制器可以用作硬件接口。

这些接口的共性就是数据通过DMA（直接内存读取）传输至PC，即网络读取时无需占用CPU资源。

协议EtherCAT协议在以太网帧内采用官方指定的以太类型。

采用这种以太类型即可允许在以太网帧内直接传输控制数据，而无需重新定义标准以太网帧。

该以太网帧可由多种子报文组成，每个子报文服务于逻辑过程映像区的特定内存区，该区域最大可达4GB。

数据序列是独立于物理顺序的，所以以太网端子模块的编址可以随意排序。

从站之间的广播，多播和通讯也可得以实现。

当EtherCAT组件与主站控制器运行在同一个子网，或者在控制软件直接读取以太网控制器时，可以使用以太网帧直接传输数据。

然而，EtherCAT不仅限于单个子网的应用。

EtherCAT UDP将EtherCAT协议封装为UDP/IP数据报文，这就意味着，任何以太网协议堆栈的控制均可编址到EtherCAT系统之中，甚至通讯还可以通过路由器跨接到其它子网中。

工业以太网交换机和商用以太网交换机的区别

工业以太网交换机和商用以太网交换机的区别工业以太网交换机与民用以太网交换机相比，工业以太网交换机产品在设计上以及在元器件的选用上，产品的强度和适用性方面都能满足工业现场的需要。

2. 工业以太网交换机包括机械环境适应性（如耐振动、耐冲击）、气候环境适应性（工作温度要求为－20～+85℃，至少为－10～+70℃，并要耐腐蚀、防尘、防水）、电磁环境适应性或电磁兼容性EMC应符合EN 50081-2、EN 50082-2、EN 50082-3、EN 50082-4、FCC、GB/T17626、IEC61000等标准。

3. 工业以太网交换机产品要适应工业控制现场的恶劣环境。

在工业现场使用网络设备必须通过IEC61000-4-5、GB/T17626.5等标准进行浪涌测试，通过IEC61000-4-8、GB/T17626.8等标准进行工频磁场抗扰度测试，通过IEC61000-4-9、GB/T17626.9等标准进行脉冲磁场抗扰度测试，可按标准IEC61000-4-11、GB/T17626.11等进行电压变化抗扰度测试。

4. 工业以太网交换机大都宽电压设计，工作电压18VDC～36 VDC，220V A、220VDC、110VDC等。

5. 工业以太网交换机电源一般为冗余双电源设计，民用以太网交换机为单电源。

6. 工业以太网交换机安装方式DIN导轨、机架等。

民用以太网交换机安装方式桌面、机架。

7. 工业以太网交换机工作温度宽工作温度（工作温度要求为－20～+85℃，至少为－10～+70℃），民用以太网交换机工作温度范围窄。

8. 工业以太网交换机散热方式无风扇外壳散热，民用以太网交换机风扇散热。

9. 电磁兼容性EN50081－2（EMC、工业）EN50081－2（EMC、办公室）EN50082－2（EMC、工业）EN50082－2（EMC、办公室）。

工业以太网交换机满足EN50082－2（EMC、工业）。

10. 工业以太网交换机外壳材料合金外壳，强度高塑胶外壳，强度低。

F5G工业光网与工业以太万兆网的优势比较

F5G⼯业光⽹与⼯业以太万兆⽹的优势⽐较F5G⼯业光⽹与⼯业以太万兆⽹的优势⽐较F5G⼯业光⽹是以光传输协议为基础的井下主⼲通道⽹，与传统的⼯业以太万兆⽹⽐较，有带宽⼤、时延低、维护便捷、性价⽐⾼等特性，具体区别和优势见下表：序号功能类别F5G⼯业光⽹⼯业以太万兆⽹1带宽最低16万兆，可扩容⾄32万兆，扩展空间巨⼤1-5万兆2维护性可视化的物理⽹络拓扑，井下⽹络数字化展⽰，针对煤矿⾏业定制化、未解决客户问题为⾸要。

有可视化的逻辑⽹络拓扑，但在功能上⾮针对煤矿⾏业定制。

3扩容性⾃⽣长⽹络特性，节点增加减少便捷、不影响整个⽹络其他节点，不需要专业技能资质，⽹管智能分析及业务发放。

需环⽹配置、进⾏破环增加、减少业务、需要专业技能资质。

4安全性可下沉到末端接⼊侧的双链路保护；各业务物理隔离传输，安全级别⾼环⽹是双链路，接⼊侧单链；⼯作⾯业务为单链接⼊，存在重要业务⽆保护问题。

5环保性⼲线采⽤光器件节省电费耗电提⾼、增多设备数量6性价⽐减少有源设备数量，造价低造价较⾼、设备数量较多7⼈⼒成本预链接技术、免熔纤技术，部署轻松，故障定位快捷，减少⼈员下井时间和专业要求，进⽽减少⼈⼒成本耗时费⼒；熔纤需要计划审批、需要环境监测，效率较低。

8⽹络故障诊断⾃带断纤、设备故障诊断功能，并可与物理⽹络拓扑联动、智能⽹管分析器提供可靠建议，做到零基础易维护。

需通过购置OTDR设备实现，故障分析诊断需要技能基础⼈⼯进⾏诊断分析。

9配置便捷性业务⾃动下发免配置，即插即⽤，零基础开局。

需井下调试或井下专业⼈员进⾏业务配置。

10部署灵活性设备30KG，⽅便灵活部署，可打破传统交换机对于供电、顶底板、临⽔点的依赖，上台壁挂均可安装，⾮局限于安装位置，直接布置在业务需求量⼤的⽣产场所。

设备重量⼀般在150KG-200KG，安装位置受限、只能部署在变电所等环境好的地⽅11协议创新华为⾃研全光协议，杜绝传统⽹络发⽣的⽹络风暴、业务成环问题。