工业以太网
工业以太网简介
工业以太网简介:工业以太网就是基于IEEE 802、3 (Ethernet)得强大得区域与单元网络。
利用工业以太网,SIMATIC NET 提供了一个无缝集成到新得多媒体世界得途径。
企业内部互联网(Intranet),外部互联网(Extranet),以及国际互联网(Internet) 提供得广泛应用不但已经进入今天得办公室领域,而且还可以应用于生产与过程自动化。
继10M波特率以太网成功运行之后,具有交换功能,全双工与自适应得100M波特率快速以太网(Fast Ethernet,符合IEEE 802、3u 得标准)也已成功运行多年。
采用何种性能得以太网取决于用户得需要。
通用得兼容性允许用户无缝升级到新技术。
为用户带来得利益 :市场占有率高达80%,以太网毫无疑问就是当今LAN(局域网)领域中首屈一指得网络。
以太网优越得性能,为您得应用带来巨大得利益:通过简单得连接方式快速装配。
通过不断得开发提供了持续得兼容性,因而保证了投资得安全。
通过交换技术提供实际上没有限制得通讯性能。
各种各样联网应用,例如办公室环境与生产应用环境得联网。
通过接入WAN(广域网)可实现公司之间得通讯,例如,ISDN 或Internet 得接入。
SIMATIC NET基于经过现场应用验证得技术,SIMATIC NET已供应多于400,000个节点,遍布世界各地,用于严酷得工业环境,包括有高强度电磁干扰得区域。
工业以太网络得构成 :一个典型得工业以太网络环境,有以下三类网络器件:◆网络部件连接部件:•FC 快速连接插座•ELS(工业以太网电气交换机)•ESM(工业以太网电气交换机)•SM(工业以太网光纤交换机)•MC TP11(工业以太网光纤电气转换模块)通信介质:普通双绞线,工业屏蔽双绞线与光纤◆ SIMATIC PLC控制器上得工业以太网通讯外理器。
用于将SIMATIC PLC连接到工业以太网。
◆ PG/PC 上得工业以太网通讯外理器。
工业以太网技术方案
工业以太网技术方案
简介
本文旨在介绍工业以太网技术方案。
工业以太网是一种应用于工业控制环境下的数据传输技术。
它能够提供高速、实时、可靠的数据传输，适用于诸如工厂自动化、机器人技术等领域。
技术优势
工业以太网技术在应用场景方面有很多优势：
- 高速传输：传输速率高达10Gbps，能够满足大数据量、高速传输的需求。
- 实时性强：传输时延小于1ms，保证实时性。
- 可靠性高：采用冗余传输、差错检测等技术，保证数据传输的可靠性。
- 灵活性：采用分布式结构，能够轻松扩展、升级。
应用场景
工业以太网技术可以应用于以下领域：
- 工厂自动化：工业以太网能够连接厂级控制系统（MES）、生产线控制系统（PCS）等设备，实现自动化生产。
- 机器人技术：工业以太网能够连接机器人、视觉设备等，实现高速、精准的机器人控制。
- 智能物流：工业以太网能够连接各种设备，实现物流信息的实时传输和监管。
结论
工业以太网技术是当前工业自动化领域中一种重要的数据传输技术，能够提供高速、实时、可靠的数据传输服务，有着广泛的应用前景。
工业以太网简介
工业以太网简介一、 PROFINET接口S7-1200 PLC CPU本体上集成了一个PROFINET接口，支持以太网和基于TCP/IP和UDP的通信标准。
PROFINET接口支持10～100Mbit/s的RJ45口，支持电缆交叉自适应，因此一个标准或交叉的以太网线都可以用于这个接口。
使用这个接口可以实现S7-1200 PLC CPU与编程设备的通信、与HMI触摸屏的通信以及与其他CPU之间的通信。
提示：根据现在的发展趋势PROFINET应该是以后的主流，它优势很明显，传输和响应速度快、数据不丢失、方便。
二、支持的协议和连接资源数S7-1200 PLC CPU的PROFINET通信口主要支持以下通信协议及服务：PROFINET IO（V2.0开始）、S7通信（V2.0开始支持客户端）、TCP通信、ISO on TCP通信、UDP通信（V2.0开始）、Modbus TCP 通信、HMI通信、Web通信（V2.0开始）。
在“设备视图”中选中CPU，在巡视窗口中选择“属性”→“常规”→“连接资源”，显示界面如图1所示。
图1 连接资源数从图1中可以看出，S7-1200 PLC一共有68个连接资源，包括预留62个资源和6个动态资源，6个动态资源由系统自动分配给HMI 通信、S7通信、开放式用户通信(Open User Communication, OUC)，不能分配给PG通信、Web通信。
注意：开放式用户通信包含TCP通信、ISO-on-TCP通信、UDP 通信、Modbus TCP通信。
PG通信：代表和PC进行通信所占用的资源，如在线监控、下载程序。
HMI通信：代表和HMI通信所占用的资源。
S7通信：代表和通信伙伴建立S7通信连接所占用的资源。
开放式用户通信：代表和通信伙伴建立开放式用户通信连接所占用的资源。
Web通信：代表和Web浏览器通信所占用的资源。
动态资源：由系统自动分配的连接资源。
依据上面的解释，构成表1，其中最大连接资源=预留连接资源+动态资源。
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。
工业以太网的构成
工业以太网的构成
西门子的工业以太网的传输速率为10Mbit/s/100Mbit/s，最多1024个网络节点，网络的最大范围为150km。
典型的工业以太网由以下4类网络器件组成：
1)网络组件：包括FC快速连接插座，SCALANCE X交换机，电气交换模块(ESM)，光纤交换模块( OSM)和光纤电气转换模块(MC TP11)，中继器，PN/PD链接器。
无线网络的接人点和IWLAN/PB链接器用于将工业以太网无线耦合到DP网络。
2)通信媒体：可以采纳一般双绞线、工业屏蔽双绞线、光纤和无线通信。
3) SIMATIC plc的工业以太网通信处理器：CP 343-1和CP 443-1分别用于S7 -300和S7 - 400，全双工，通信速率为10M或100 Mbit/s。
CP 343-1 IT和CP 443-1 IT可以实现IT通信，例如作为Web服务器和发送E-mail。
4) PG/PC的工业以太网通信处理器：用于将PG/PC连接到工业以太网。
CP 1612和CP 1613是PCI以太网卡，CP 1512是PCMCIA以太网卡，CP 1515是无线以太网卡。
1。
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、工业以太网及PROFINET的区别
以太网、工业以太网及PROFINET的区别
以太网、工业以太网及PROFINET的区别
Q: 以太网、工业以太网及Profinet有什么区别？
A: 以太网(Ethernet)通常指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当前应用最普遍的局域网技术。
它不是一种具体的网络，是一种技术规范。
该标准主要定义了在局域网（LAN）中采用的电缆类型和信号处理方法等内容。
工业以太网通常是指应用于工业控制领域的以太网技术，在技术上与普通以太网技术相兼容，但对具体产品和应用都有不同要求。
由于产品要在工业现场使用，对产品的材料、强度、适用性、可互操作性、可靠性、抗干扰性等有较高要求；而且工业以太网是面向工业生产控制的，对数据的实时性、确定性、可靠性等有极高的要求。
Profinet 由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是基于工业以太网技术的自动化总线标准。
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内容。
简单的说，以太网是一种局域网规范，工业以太网是应用于工业控制领域的以太网技术，Profinet是一种在工业以太网上运行的实时技术规范。
图 1 关系图。
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。
工业以太网
9.4.3 工业以太网1．工业以太网的基本概念以太网是指遵循IEEE 802.3标准，是可以在光缆和双绞线上传输的网络。
它最早出现在1972年，由XeroxPARC所创建。
在办公和商业领域，以太网是当今最流行、应用最广泛的通信技术，具有价格低、通信速率和带宽高、兼容性好、软硬件资源丰富、广泛的技术支持基础和强大的持续发展潜力等诸多优点，如今已成为世界上广泛采用的网络技术，并以迅猛的速度向各个领域扩展。
由于以太网是以办公自动化为目标设计的，并不完全符合工业环境和标准的要求，因此以太网要进入工业控制领域还需解决一些问题。
以太网采用的载波侦听多路访问/碰撞（冲突）检测的传输规范，这无法满足工业控制中的实时性、确定性、可重复性等方面的要求；此外，现有的高层协议也无法满足工业控制的要求。
工业以太网是应用于工业控制领域的以太网，在技术上与商用以太网（即IEEE 802.3标准）兼容，但是实际产品和应用却又完全不同。
这主要表现为普通商用以太网的产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性、安全性等方面不能满足工业现场的需要。
故在工业现场控制应用的是与商用以太网不同的工业以太网。
将以太网高速传输技术引入到工业控制领域，使企业内部互联网（Intranet）、外部互联网（Extranet）和国际互联网（Internet）提供的技术和广泛应用已经进入生产和过程自动化。
这种应用推动了自动化技术与互联网技术的结合，是未来制造业电子商务的网络技术雏形，也是自动化技术的发展趋势。
2．工业以太网的优势（1）应用广泛以太网是目前应用最广泛的计算机网络技术，几乎所有的编程语言如Visual C＋＋、Java、Visual Basic等都支持以太网的应用开发。
这些编程语言由于广泛使用，并受到软件开发商的高度重视，具有很好的发展前景。
（2）通信速率高目前通信速率为10、100Mb/s的快速以太网已开始广泛应用，1Gb/s以太网技术也逐渐成熟，而传统的现场总线最高速率只有12Mb/s（如西门子Profibus-DP）。
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。
六种工业以太网比较
六种工业以太网比较集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]六种工业以太网比较摘要：当前，工业以太网技术是控制领域中的研究热点。
所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网(即标准)兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能满足工业现场的需要。
随着互联网技术的发展与普及推广，Ethernet技术也得到了迅速的发展，Ethernet传输速率的提高和Ethernet 交换技术的发展，给解决Ethernet通信的非确定性问题带来了希望，并使Ethernet全面应用于工业控制领域成为可能。
目前，几种典型的工业以太网有HSE、PROFInet、Modbus/TCP、EtherNet/IP、Powerlink、EPA六种。
本文通过对这六种工业以太网比较，以便更好的应用于系统集成。
关键词：工业以太网、HSE、PROFInet、Modbus、EtherNet、Powerlink、EPA与传统控制网络相比，工业以太网具有应用广泛、为所有的编程语言所持、软硬件资源丰富、易于与Internet连接、可实现办公自动化网络与工业控制网络的无缝连接等诸多优点。
由于这些优点，特别是与信息传输技术的无缝集成以及传统技术无法比拟的传输宽带，以太网得到了工业界的认可。
1．HSE(高速以太网)HSE(High Speed Ethernet Fieldbus)由现场总线基金会组织(FF)制定，是对FF-H1的高速网段的解决方案，它与H1现场总线整合构成信息集成开放的体系结构。
FF HSE的1-4层由现有的以太网、TCP/IP和IEEE标准所定义，HSE和H1使用同样的用户层，现场总线信息规范（FMS）在H1中定义了服务接口，现场设备访问代理（FDA）为HSE提供接口。
用户层规定功能模块、设备描述（DD）、功能文件（CF）以及系统管理（SM）。
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。
工业以太网定义
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。
<H2>现代以太网技术特征</H2>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。
工业以太网冗余技术分析(精)
工业以太网冗余技术分析什么是工业以太网工业以太网是指在工业控制领域中使用的以太网技术。
与传统的计算机网络不同，工业以太网需要满足实时性、可靠性和安全性等需求，因此需要特别设计。
工业以太网的发展经历了多个阶段，最早的版本是10Mbps的以太网，之后又出现了100Mbps和1Gbps的版本。
随着工业控制领域的不断发展，工业以太网已经成为工业自动化的主流通信技术。
工业以太网冗余技术在工业现场应用中，通信的可靠性是非常重要的。
如果通信出现故障，可能会导致整个生产过程停止，给企业带来很大的损失。
工业以太网冗余技术可以提高通信的可靠性，从而保证工业自动化生产的正常运行。
工业以太网冗余技术包括链路聚合、跨交换机链路聚合和环路切换等。
下面逐一进行分析。
链路聚合链路聚合是将多条物理链路的带宽合并成一条逻辑链路的技术。
通过此技术可以提高带宽的容错能力，当有一条物理链路发生故障时，数据包会被发送到另一条链路上，从而达到冗余的效果。
链路聚合可以在切换过程中对应用程序没有影响。
跨交换机链路聚合跨交换机链路聚合是指将两个或两个以上不同交换机的物理端口连接成逻辑链路的技术。
跨交换机链路聚合可以提供更好的冗余效果和更高的容错性。
当其中一台交换机发生故障时，数据包可以直接通过另一台交换机进行传输，从而达到冗余的效果。
环路切换环路切换是指在一个包含多个交换机的网络中，当其中某一个交换机发生故障时，系统能够自动切换到备用路径，从而保证通信的正常运行。
环路切换可以通过不同的方式实现，如RSTP、MSTP等。
工业以太网冗余技术的应用场景工业以太网冗余技术在现实生产中具有广泛的应用场景。
其中包括：自动化生产线在自动化生产线中，工业以太网冗余技术可以提高生产的可靠性和稳定性，保证生产线不会因为通信中断而停止运行。
这对于大型工业企业的生产效率和成本控制都有着重要的意义。
机器人控制在机器人控制中，工业以太网冗余技术可以保证机器人的实时性和稳定性，从而提高生产效率。
5第五章工业以太网
工业以太网
现场总线
5.1 工业以太网简介
三、通信非确定性的缓解措施
(4) 采用交换式以太网技术 在传统的以太网中，多个节点共享同一个传输介质，共享网络 的固定带宽。 交换机接收并存储通信帧，根据目的地址和端口地址表，把通 信帧转发到相应的输出端口，为连接在其端口上的每个网络节 点提供独立的带宽，使不同设备之间产生冲突的可能性大大降 低。
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工业以太网
现场总线
5.1 工业以太网简介
一、工业以太网与以太网
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以太网和互联网原有的核心技术是工业以太网的重要基础，而对 以太网实行环境适应性、通信实时性等相关改造、扩展的部分，成 为工业以太网的特色技术。 ● 目前工业以太网的代表技术有：FF中高速网段HSE， PROFIBUS的上层网段PROFINET， EtherNet/IP 和Modbus/TCP 。 ● 在控制器、PLC测量变送器、执行器、I/O卡等设备中嵌入以太 网通信接口，嵌入TCP/IP协议，嵌入Web Server便可形成支持以太 网、TCP/IP协议和Web服务器的Internet现场节点。借助IE等通用 的网络浏览器实现对生产现场的监视与控制，进而实现远程监控， 也是工业以太网的一个有效解决方案。
工业以太网
现场总线
5.2 以太网的物理连接与帧结构
一、以太网的物理连接
RJ-45插头和制作工具
工业以太网
现场总线
5.2 以太网的物理连接与帧结构
一、以太网的物理连接
IP防护等级 IP（INGRESS PROTECTION）防护等级系统是由IEC （INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION）所起 草。将灯具依其防尘防湿气之特性加以分级。这里所指的外物含 工具，人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。IP 防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示灯具离尘、防止外 物侵入的等级，第2个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度， 数字越大表示其防护等级越高，两个标示数字所表示的防护等级 如表一及表二所示：
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（2）快速以太网——传输速率为100Mbit/s，采用光缆或双绞 线作为传输介质，兼容10Base-T 以太网；
（3） Gigabit 以太网——扩展的以太网协议，传输速率为 1Gbit/s, 采用光缆或双绞线作为传输介质，基于当前的以太网标 准，兼容 10Mbit/s以太网和100Mbit/s以太网的交换机和路由器 设备；
许多国际组织都在为建立工业以太网标准应用通信协议的技 术规定而努力，工业以太网已经走上国际化、标准化轨道。工 业控制领域2003年的IEC 61158国际现场总线标准中已经包括了 以太网：Ethernet/IP、FF高速以太网HSE和PROFInet；
目前正在制定的实时以太网应用行规IEC 61784-2标准包括6 种以太网标准：中国标准EPA、德国Beckhoof公司EtherCAT、 日本横河公司V-net、日本东芝公司Tcnet、欧洲IAONA开放网 络联合会Ethernet PowerLink、法国Schneider公司Modbus/TCP。 再加上建筑自动化领域的国际标准ISO Standard 16484-5 BACn et/IP，已经和即将成为国际标准的工业以太网已经有11种之多。
以太网进入工业自动化领域已经成为不争的事实。面对巨大的
压力和发展空间，各个现场总线厂家都在保护已有技术和投资的条 件下纷纷整合已有产品，相继推出新一代整合了以太网技术的现场 总线技术和产品，这些产品系统不断投入市场，大大促进了工业以 太网技术应用和推广。如ControlNet和DeviceNet联合推出的 Ethernet/IP、Foundation Fieldbus推出的HSE和Schneider开发的 Modbus TCP/IP等，都已经成为有代表性的工业以太网技术，借助 于这些厂家的现场总线产品市场，这些工业以太网产品得以快速提 高了市场占有率。
值得一提的是，其中的EPA是中国拥有自主知识产权的工业 以太网标准，目前已经连续得到我国863计划重点资助，这也必 将为国内工业以太网发展提供良好的空间和条件。
5.1.2 工业以太网的主要技术
以太网应用于工业自动化，主要技术集中在以下几个方面， 这几个方面技术在不断发展之中，也是今后工业以太网技术攻关 的一些主要领域：首先是应用层和用户层技术。对应于ISO/OSI 七层通信模型，以太网技术规范只映射为其中的物理层和数据链 路层，而对较高的层次如会话层、表示层、应用层等没有作技术 规定，其中应用层和用户层技术是工业以太网的最主要的技术； 第二，是网络层、传输层及其相关技术，网络层和传输层协议目 前以TCP/IP协议为主，但许多厂家结合了中间件技术，从而大大 改善了以太网性能；第三，以太网的稳定性与可靠性技术。以太 网应用于工业控制领域的另一个主要问题是，它所用的接插件、 集线器、交换机和线缆等均是为商用领域设计的，而未针对较恶 劣的工业现场环境来设计，如高温、低温、防尘、抗干扰等，如 何使以太网产品适应恶劣的工业现场环境，也是工业以太网的主 要技术。
所谓工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网(即IEEE 802.3标准)兼容，但在产品设计时，在材质的选用、产品的强度、 适用性以及实时性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等 方面能满足工业现场的需要。以太网进入工业自动化领域的直接原 因是，现场总线多种标准并存，异种网络通信困难。在这样的技术 背景下，以太网逐步应用于工业控制领域，并且快速发展。工业以 太网的发展得益于以太网多方面的技术进步。
（4）10 Gigabit 以太网——2002年6月发布，是一种速度更快的 以太网技术。支持智能以太网服务，是未来广域网（WAN— —Wide Area Network）和城域网（MAN——Metropolitan Area Network）的宽带解决方案。
5.1.1 工业以太网发展背景及应用情况
随着社会的进步和技术发展，用于商业系统的概念、方法和 术，越来越多地应用于工业领域。近年来工业自动化领域也越 来越多受到信息技术（IT）的影响，信息技术的原理和标准日 益渗透到工业自动化产品和系统中。工业以太网在工业自动化 领域中Байду номын сангаас速发展并且日益重要，就是这种趋势的结果和体现。
第5章 工业以太网
5.1概述 5.2典型的工业以太网实时通讯技术 5.3 基于S7-300PLC的工业以太网通信 5.4 基于以太网和嵌入式Web Server的控制器开发
第5章 工业以太网
5.1概述
以太网技术的思想渊源最早可以追溯到1968年。以太网的 核心思想是使用共享的公共传输信道，这个思想源于夏威夷大 学。在局域网家族中，以太网是指遵循IEEE 802.3标准，可以 在光缆和双绞线上传输的网络。以太网也是当前主要应用的一 种局域网（LAN——Local Area Network，局域网）类型。目 前的以太网按照传输速率大致分为以下四种：
首先是通信速率的提高，以太网从10M、100M到现在的1000 M、10G，速率提高意味着网络负荷减轻和传输延时减少，网络碰 撞几率下降；其次由于采用星形网络拓扑结构和交换技术，使以太 网交换机的各端口之间数据帧的输入和输出不再受CSMA/CD机制 的制约，避免了冲突；再加上全双工通信方式使端口间两对双绞线 (或两根光纤)上分别同时接收和发送数据，而不发生冲突。这样， 全双工交换式以太网能避免因碰撞而引起的通信响应不确定性，保 障通信的实时性。同时，由于工业自动化系统向分布式、智能化的 实时控制方向发展，使通信已成为关键，用户对统一的通信协议和 网络的要求日益迫切。所以，技术和应用的发展、需求使以太网进 入工业自动化领域成为必然。
采用网关接口是整合以太网和现场总线的权宜之计。但这种方
法最大限度地保护了原有的现场总线设备，有效巩固了工业以太网 在信息层、控制层的主导地位，扩大了工业以太网的影响和应用范 围。几乎所有现场总线厂家都推出了以太网接入方案和系统，可以 方便地提供自己的现场总线产品系统接入以太网服务。也出现了一 些专业的网关产品开发商，如瑞典HMS公司的“Anybus”系列产品， 为流行的13种现场总线网络提供通信接口，包括以太网接口，从而 为工业以太网在更多场合应用提供尽可能的方便。