工业以太网的意义及其应用分析
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。
工业以太网在工业中的应用
工业以太网在工业中的应用1 引言需求的转变产生工业以太网。
在大型控制系统中，大多采用专门为控制系统而设计的实时控制网络，称为现场总线系统（FCS）。
FCS是顺应智能现场仪表而发展起来的，它的初衷是用数字通讯代替4～20mA模拟传输技术，但随着现场总线技术与智能仪表管控一体化（仪表调校、控制组态、诊断、报警、记录）的发展，使FCS在控制领域内引起了一场前所未有的革命。
在过去的十几年间，在工厂自动化和过程自动化领域中，FCS是现场级通信系统中的主流解决方案。
不过，随着技术的不断进步和发展，传统现场总线越来越多地表现出了其本身的局限性。
一方面，随着现场设备智能程度的不断提高，控制变得越来越分散，分布在工厂各处的智能设备之间以及智能设备和工厂控制层之间需要连续地交换控制数据，这使得现场设备之间数据的交换量飞速增长；另一方面，随着计算机技术的发展，企业希望能够将底层的生产信息整合到统一的全厂信息管理系统中，于是，企业的信息管理系统需要读取现场的生产数据，并通过工业通信网络实现远程服务和维护，因此，纵向一致性也成为热门的话题，用户希望管理层和现场级能够使用统一的、与办公自动化技术兼容的通信方案，这样可以大大简化工厂控制系统的结构，节约系统实施和维护的成本。
基于这样的需求，以太网技术（Ethernet）开始逐渐从工厂和企业的信息管理层向底层渗透，以太网技术开始应用于工厂的控制级通信。
以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势，由于它支持几乎所有流行的网络互联协议，所以在商业系统中被广泛采用。
但是传统以太网是为面向办公自动化等实时性要求不高的领域而设计的，它采用总线式拓扑结构和多路存取载波侦听碰撞检测（CSMA/CD）通讯方式,在实时性要求较高的场合下，重要数据的传输过程会产生传输延滞，这被称为以太网的“不确定性”。
研究表明：商业以太网在工业应用中的传输延滞在2～30ms之间，这是影响以太网长期无法进入过程控制领域的重要原因之一。
工业以太网技术及应用
工业以太网相关技术及其应用摘要：首先，介绍了现场总线技术的现状和发展趋势，详细介绍了工业以太网的相关技术,最后介绍了目前工业以太网的应用和工业以太网的发展前景。
关键词：以太网自动化技术0 引言过去十几年中，现场总线是工厂自动化和过程自动化领域中现场级通讯系统的主流解决方案。
但随着自动化控制系统的不断进步和发展，传统的现场总线技术在许多应用场合已经难以满足用户不断增长的需求。
以太网已经在局域网和Internet上取得了巨大的成功，在整个企业的信息系统中，以太网已经非常成功的应用于市场经营管理层、生产管理层和过程监控层。
如果能够在底层设备网络上引入以太网不仅可以使现场设备层、过程控制层和管理层在垂直层面方便集成，更能降低不同厂家设备在水平层面上的集成成本。
以太网技术由于具有成本低、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，在过程控制领域的管理层已被广泛应用。
事实证明，通过一些实时通信增强措施及工业应用高可靠性网络的设计和实施，以太网可以满足工业数据通信的实时性及工业现场环境要求，并可直接向下延伸应用于工业现场设备间的通信。
2 工业以太网相关技术2.1 工业以太网简介工业以太网一般是指在技术上与商业以太网(即IEEE802.3标准)兼容，但在产品设计时，材质的选用、产品的强度、适用性以及实时性等方面能够满足工业现场的需要，也就是满足环境性、可靠性、安全性以及安装方便等要求的以太网。
以太网是按IEEE802.3标准的规定，采用带冲突检测的载波侦听多路访问方法(CSMA/CD)对共享媒体进行访问的一种局域网。
其协议对应于ISO/OSI七层参考模型中的物理层和数据链路层，以太网的传输介质为同轴电缆、双绞线、光纤等，采用总线型或星型拓扑结构，传输速率为10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps 或更高。
在办公和商业领域，以太网是最常用的通信网络，近几年来，随着以太网技术的快速发展，以太网技术已开始广泛应用于工业控制领域，它是现代自动控制技术和信息网络技术相结合的产物，是下一代自动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，同时也是信息化带动工业化的重点方向。
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。
2024年工业以太网交换机市场需求分析
2024年工业以太网交换机市场需求分析1. 市场概述随着工业自动化的发展和智能制造的兴起，工业以太网交换机作为连接和传输工业网络数据的关键设备，在市场上逐渐得到广泛应用。
工业以太网交换机具有高效稳定、实时性强、可靠性高等特点，适用于工业环境中复杂的数据通信需求。
本文将对工业以太网交换机市场的需求进行分析。
2. 市场需求分析2.1 工业自动化需求驱动市场增长随着工业自动化程度的不断提高，对数据通信的需求也越来越高。
工业以太网交换机具备高带宽、低延迟和高可靠性等特点，能够满足工业自动化环境中大量数据的传输需求。
工业以太网交换机以其优异的性能，成为工业自动化领域中不可或缺的设备，推动了市场需求的增长。
2.2 智能制造加速工业以太网交换机市场发展智能制造作为当前工业领域的重要发展方向，对数据通信的需求更加迫切。
工业以太网交换机在工业互联网中起到连接和传输数据的关键作用，为实现智能制造提供了坚实的基础设施。
智能制造的推动下，工业以太网交换机市场迎来了快速的发展。
2.3 工业互联网安全需求促进市场增长随着工业互联网的兴起，工业网络的安全问题日益凸显。
工业以太网交换机通过支持网络安全功能，能有效保护工业网络的数据和设备免受网络攻击。
企业对工业互联网安全的重视，推动了工业以太网交换机市场的增长。
2.4 新兴应用领域需求拉动市场发展除了传统的工业自动化应用外，新兴应用领域也对工业以太网交换机提出了需求。
例如智慧城市、智能交通、物联网等领域的发展，都需要大量的数据通信和网络连接。
工业以太网交换机的高效稳定性和可靠性，使其成为这些新兴应用领域的重要设备，带动了市场的增长。
3. 市场前景展望随着工业自动化和智能制造的进一步发展，工业以太网交换机市场有望持续增长。
未来，工业以太网交换机将继续向高带宽、低延迟、高安全性和可靠性的方向发展，以满足不断增长的工业网络数据传输需求。
同时，新兴应用领域的发展也将进一步拉动市场需求的增长。
工业以太网技术的应用分析
工业以太网技术的优势
兼容性
工业以太网技术可以与商用以太网 技术无缝对接，方便用户使用和维 护。
高可靠性
通过采用冗余设计和故障检测机制 ，提高了系统的可靠性和稳定性。
低成本
随着以太网技术的广泛应用，成本 不断降低，成为一种经济实惠的工 业通信方案。
灵活性
工业以太网技术具有多种通信速率 和传输介质选择，可以根据实际应 用需求进行灵活配置。
以太网/IP网络拓扑结构
01
网络拓扑结构类型
以太网/IP网络拓扑结构包括星型、树型、环型、网状等，这些结构可
满足不同场景下的网络需求。
02
网络拓扑结构特点
以太网/IP网络拓扑结构具有高可靠性、高性能和易维护性等特点，可
实现跨平台、跨网络和跨厂商的通信。
03
工业以太网技术的优势
工业以太网技术相比传统现场总线技术具有高可靠性、高性能、易用
工业互联网的机遇与挑战
工业互联网发展
工业以太网技术是工业互联网的核心组成部分，随着工业互联网 的快速发展，将面临更多的机遇和挑战。
安全性问题
在工业互联网时代，网络安全成为了一个重要的问题。工业以太 网技术需要加强安全防护，确保数据传输的安全性和稳定性。
兼容性问题
工业互联网涉及多种设备和协议，工业以太网技术需要与其他协议 和设备实现良好的兼容性，以实现更加广泛的应用。
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设备类型
以太网/IP设备包括交换机、路由器、网关、网桥等，这些设备提供了不同的网络连接方 式和性能。
设备特点
以太网/IP设备具有高可靠性、高性能、易用性和可扩展性等特点，支持TCP/IP协议，可 实现跨平台、跨网络和跨厂商的通信。
工业以太网的意义及其应用分析
以太网技术在工业控制领域的应用及意义随着计算机和网络技术的飞速发展，在企业网络不同层次间传送的数据信息己变得越来越复杂，工业网络在开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。
现场总线技术适应了工业网络的发展趋势，用数字通信代替传统的模拟信号传输，大量地减少了仪表之间的连接电缆、接线端口等，降低了系统的硬件成本，被誉为自动化领域的计算机局域网。
现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，以及总线通信协议的多样性使得不同总线产品不能直接互连、互用和互可操作等，无法达到全开放的要求，因此现场总线在工业网络中的进一步发展受到了限制。
随着Internet技术的不断发展，以太网己成为事实上的工业标准，TCP/IP 的简单实用已为广大用户所接受，基于TCP/IP协议的以太网可以满足工业网络各个层次的需求。
目前不仅在办公自动化领域内，而且在各个企业的上层网络也都广泛使用以太网技术。
由于它技术成熟，连接电缆和接口设备价格较低，带宽也在飞速增加，特别是快速Ethernet与交换式Ethernet的出现，使人们转向希望以物美价廉的以太网设备取代工业网络中相对昂贵的专用总线设备。
Ethernet通信机制Ethernet是IEEE802. 3所支持的局域网标准，最早由Xerox开发，后经数字仪器公司、Intel公司和Xerox联合扩展，成为Ethernet标准。
Ethernet采用星形或总线形结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或是更高，传输介质可采用双绞线、光纤、同轴电缆等，网络机制从早期的共享式发展到目前盛行的交换式，工作方式从单工发展到全双工。
在OSI/ISO 7层协议中，Ethernet本身只定义了物理层和数据链路层，作为一个完整的通信系统，它需要高层协议的支持。
自从APARNET将TCP/IP和Ethernet捆绑在一起之后，Ethernet便采用TCP/IP作为其高层协议，TCP用来保证传输的可靠性，IP则用来确定信息传递路线。
论工业以太网的技术特点及应用
论工业以太网的技术特点及应用工业以太网以其特殊的、独具的特点，被广泛应用于工业领域，本文主要论述了以太网技术的由来、技术特点以及应用现状，对工业以太网的发展和实际应用，进行一些探讨和研究。
1 工业以太网由来和发展，Xerox，Inter与DigitalEquipment等公司成功研制了以太网1.0版，这标志着以太网正式诞生。
随后，IEEE802.3标准正式发布，那就是的以太网2.0版本。
，以太网技术通过SiemensSINECH1顺利进入了工业通讯领域。
随着网络的不断发展及用户数量的持续增加，以太网的传输速率从10Mb/s扩大到100Mb/s，这就是现在的快速以太网(FastEthernet)。
在之后的几年发展中，快速以太网成为了IEEE802.3标准，并被广泛应用于工业通信中。
目前，工业领域正在研究建立千兆以太网，这就是10Gigabit标准。
2 工业以太网的技术特点2.1 通信中的确定性与实时性传统的Ethernet在实际的实验和检测中，采用了CSMA/CD碰撞检测方式。
其最大弊端就是工作过程中会产生很大的负荷，影响网络传输，从而导致控制系统及其他各系统的实时性很差。
因此，它的功能作用是非确定性的，人们在实际应用中对其也有很多诟病。
相比之下，快速以太网的产生与发展，以及交换式以太网技术的开发和应用，成为了克服和解决非确定性问题新的“突破口”。
(1)Ethernet的通信速率增长非常快，也特别实用。
它已经从10M、100M增加到现在的1000M乃至10G。
在相同情况下，通过提高工业通信速率，极大减轻在实际工作过程中的网络负载量，极大减小网络延迟，从而极大降低在网络传输中的碰撞机率。
(2)工业中交换机的使用，特别是开发了星型拓扑结构，最终在实际运行和操作中，将整个网络分割成数个网段，这就使得数据传输由大变小，更方便更快捷。
而当制造商生产出Ethernet交换机后，它的数据存储功能及数据转发功能，大大缓解了网络传输过程中数据的堵塞，使得每个端口间输入输出数据帧可以有一定程度的缓冲，也大大降低了网络数据碰撞概率。
工业以太网技术的应用分析
2016 NO.01SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION信 息 技 术3科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 工业的发展历史十分久远,然而控制网络的技术却是近年来才得以发展。
为此,传统工业在自身发展的过程中也面临了重要的改革,即由传统工业逐步发展为网络化工业,从而构成以信息技术为导向的工业控制系统[1]。
近年来工业以太网在工业领域的发展十分迅速,其技术本身也有了很大的突破,尤其是在信息确定、优先级等方面。
但是随着现阶段技术的不断发展,工业以太网技术的应用手段也需要不断进行更新。
因此,文章中笔者针对工业以太网技术的应用手段进行了分析。
1 工业以太网应用优势(1)以太网本身在开放性、数字化方面具有一定的优势,其自身能够按照设备的不同进行网络的连接。
(2)以太网技术自身的连接性能够进一步完成工业控制的网络与工业信息网络之间的连接,为建立更加一体化的工业化信息网络提供技术支持。
(3)以太网自身所涉及到的成本价格较实惠,因为现阶段以太网的应用技术已经比较成熟,对其设施进行提供的厂家也进行了一定程度的重视,因此在以太网发展的阶段其选择性比较宽泛。
(4)以太网自身的通信效率较高,受现阶段工业信息体系规模扩张的影响,其对于信息量的要求也在逐渐提高,在信息系统中逐渐面临了技术方面的要求[2]。
现阶段以太网自身的通信效率已经达到万兆的速度,并且正在进行普遍的使用,随着信息技术的不断发展,更加快速的以太网技术也在研究过程中。
2 工业以太网技术应用特征(1)工业以太网具有实效性与信息明确性,在工业领域的控制系统与普通的数据库不同的是前者要达到控制系统中的实效性,换言之,则数据信息传递时间要十分迅速,保证信息的实效性。
在这种控制系统中具有实效性的前提是信息要实时更新。
因为传统的以太网技术其自身技术的原因,当不能承受来源于网络的强大荷载时,便会对网络传输造成影响,便不能满足工业控制系统对于信息实效性的需求。
工业以太网的原理与应用pdf
工业以太网的原理与应用1. 什么是工业以太网？工业以太网是一种用于工业环境中的高速、可靠的网络通信技术。
它基于以太网技术，通过将标准以太网协议进行扩展和优化，实现在工业环境中的实时通信和自动化控制。
工业以太网具有高性能、可扩展性强、标准化程度高等特点，被广泛应用于工业自动化领域。
2. 工业以太网的特点工业以太网相较于传统以太网，在工业环境下有以下特点：•实时性：工业以太网支持实时数据传输，能够满足对实时性要求较高的应用场景，如工业控制系统中的实时控制、监控等。
•可靠性：工业以太网通过采用冗余设计、网络切换等机制，提供了对网络故障具有容错能力的特点，以确保数据的可靠传输。
•安全性：工业以太网采用了加密技术、访问控制等安全机制，以保证数据的安全性，防止未经授权的访问和数据泄露。
•扩展性：工业以太网支持扩展性强，可以根据实际需求进行网络扩展和升级，满足不同规模和复杂度的应用场景。
3. 工业以太网的应用工业以太网在工业自动化领域有广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 工业控制工业以太网可以用于工业控制系统中的实时控制和监控。
通过工业以太网，可以将传感器、执行器、PLC等设备连接到网络上，实现对工控设备的远程访问和控制。
在工业控制系统中，工业以太网可以提供快速、可靠的实时数据传输，实现对生产过程的精确控制和监测。
3.2 工业通信工业以太网可以用于工业通信领域，实现设备之间的高速数据传输。
通过工业以太网，可以将各种设备连接在同一网络上，实现设备之间的数据交换和共享。
工业以太网可以支持多种通信协议和通信方式，如TCP/IP、UDP等，满足不同设备之间的通信需求。
3.3 工业监测工业以太网可以用于工业监测系统，实现对生产过程的实时监测和数据采集。
通过工业以太网，可以将传感器、数据采集设备等连接到网络上，实现对生产设备、环境等的实时监测和数据采集。
工业以太网可以提供高带宽、低延迟的数据传输，满足对实时监测和数据采集的要求。
工业以太网的优势
工业以太网的优势
工业以太网是应用于工业掌握领域的以太网技术，在技术上与商用以太网(即IEEE802.3标准)兼容，但是实际产品和应用却又完全不同。
这主要表现一般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、牢靠性、抗干扰性、本质平安性等方面不能满意工业现场的需要。
故在工业现场掌握应用的是与商用以太网不同的工业以太网。
然而工业以太网的优势在哪里呢?
1、应用广泛
以太网是应用最广泛的计算机网络技术，几乎全部的编程语言如VisualC++、Java、VisualBasic等都支持以太网的应用开发。
2、通信速率高
目前，10、100Mb/s的快速以太网已开头广泛应用，1Gb/s以太网技术也渐渐成熟，而传统的现场总线最高速率只有12Mb/s(如西门子Profibus-DP)。
明显，以太网的速率要比传统现场总线要快的多，完全可以满意工业掌握网络不断增长的带宽要求。
3、资源共享力量强
随着Internet/Intranet的进展，以太网已渗透到各个角落，网络上的用户已解除了资源地理位置上的束缚，在联人互联网的任何一台计算机上就能扫瞄工业掌握现场的数据，实现“控管一体化”，这是其他任何一种现场总线都无法比拟的。
4、可持续进展潜力大
以太网的引人将为掌握系统的后续进展供应可能性，用户在技术升级方面无需独自的讨论投人，对于这一点，任何现有的现场总线技术都是无法比拟的。
同时，机器人技术、智能技术的进展都要求通信网络具有更高的带宽和性能，通信协议有更高的敏捷性，这些要求以太网都能很好地满意。
试析工业领域发展中以太网的应用
摘 要 ：以太 网 ，是 目前应 用 最为 广泛 的局 域 网络技 术 ，随着 计算机 技 术的 不断 完善 和 普及 ，以 太 网网络 已经逐 渐深
入 到各个领 域 ，有 效的提 升 了办 公效 率和通 信 效率 ，促 进 了社会 经 济的快速 发展 。工业领 域 较 强对 以太 网的应 用进和优
的增加 ，每 一 段的双 绞线 的长 度就 会 随之 缩短 。 因此 ，为 保 证 良好 的数 据传 输效 果 ， 提升 以太 网络 信 号的传 输距 离 ， 应 该适 当控 制 中继器 的数 量 ，使传 输 距离得 到 有效延 长 ， 如果中继器的数量在 ４ 个左右， 则传输具体能够延长到 ５０ ０ 左 右 ，有 效保 证 了以太网 的实际 使用 效果 ，提 升 了以太 网 络 的环境适应性。 ２ 网络 安全 问题 。以太 网 的安全 问题对 于工 业生产 ． ４
２ 工业领域应用以太网所面临的问题分析
２１ 确定性 。以太网主要由载波侦听多路访 问介质来 来 说 具有 非常 重要 的意 义 。企业 生产 过程 中 ，会存 在一 定 ． 实现 对数 据 的检测 和控 制 ，这 样 的访 问控制 防止 ，存 在一 的隐私 信 息 ，如果 隐私信 息不 慎 泄露 ，将 很容 易影 响到 企 定的滞后性，导致数据的不确定性 ，对于工业领域正常生 业 的市场竞争力，导致企业经济效益的下降。因此，以太 产行 为 的开 展和控 制 是十 分不 利 的 ，这 样致 命 的弱 点 ，容 网在 工业领 域应 用过 程 中， 必须 要加 强对 网络安 全 的重视 ， 易给工业生产带来较高风险，是工业领域发展和应用 以太 采取合理的方法来解 决网络安全 问题 。为保证 以太网的网 网所面临的主要障碍。为解决 以太 网的不确定性，一般来 络安全 ，需要充分利用网络 自身所提供的安全防护手段 ， 说，可以采用主干线连接多个交换机的方式 ，通过交换机 即网络设备访 问控制以及数据访 问控制，并加强对防火墙 将网络切分成多个 网段，避免通信资源的冲突和争夺 ，从 的应用 和 引进 ，以有效 防止病 毒 以及 木马 对 以太 网络 的入 而保证 信 息 的有效 获取 和传 播 。 同时在 进行 网络 规划 工作 侵 ，避 免重要 信 息 的泄露 ，确保 以太 网络 的正 常运 行 。 时，应该尽可能多的将传输数据 的节点设备连接在 同一台 ２ 协议 问题 。以太 网的正 常运 行 ，必 须 由统一 的应 ． ５ 交换机上 ，这样能够有效保证数据的本地网络传输，降低
关于工业以太网在工业控制中的应用探讨
曹 正 明
科
关于工业 以太网在工业控制Fra bibliotek中的应用探讨
摘 要： 当前 ， 在工业控 制领域 中关于“ 工业以太网” 问题 已经成 究的热点 ， 的 本文 围绕 工业以太网在工业控制领域 申的应用展开 ， 分别介 绍其主要 的发展优势、 特点和应 用现状 ， 同时结合 实际分析 工业以太网未来的发展前 景。 关键词：－ Ｖ ＿￣ Ａ太网； ｒ 工业控制 ； 势特 点； 优 现状 ； 发展前景
工业以太网是应用于工业控制领域的以太 稳定性与可靠性 。传统 以太网并不是 为工 从计算机、Ｄ 、 Ｐ Ａ 通信设备到仪器仪表、 家用电器 网技术 ， 它的重点在于利用交换式 以太网技术 ， 业应用而设计， 没有考虑工业现场环境 的适应性 等。 在企业内部 ， 可以利用企业信息网络 ， 进行工 为控制器 、 操作站等各种工作站之间的相互协调 需要 。 由于工业现场的机械 、 、 气候 尘埃等条件恶 厂实 时运 行数据 的发布 和显 示 ，管 理者通过 合作提供一种交互机制并与上层信息网络进行 劣 ，因此对设备 的工业可靠性提出了更 高的要 Ｗｅ ｂ浏览器对 现场 工况进行实时远程监控 、 远 无缝集成 。 前工业以太 网在工业监控中逐渐 占 求 在工厂环境 中。 目 工业网络必须具备较好的可 程设备调试和远程设备故障诊断和处理。 实现的 据主导位置 ， 以下就针对其发展特点 、 应用现状 靠性 、 可恢复性及可维护性。而工业 以太网交换 最简单办法就是采用独立的以太网控制器 ， 连接 以及发展前景几个问题展开详细地分析论述 。 机等产品的开发和生产帮助解决了这一问题。 具有 Ｔ ＰＩ Ｃ／ Ｐ界面的控制主机 以及具有 Ｒ ＿ ３ Ｓ２２ １发展优势和特点 安全性 。工业系统的网络安 全是工业 以太 或 Ｒ － ８ 接 口的现场设备。 太 网控制器在这 Ｓ－ ５ ４ 以 随着互联网技术的发展和普及推广 。以太 网应用必须考虑的—个问题 。 工业以太 网可以将 里扮演了通用计算机网络和现场各类设备之间 发展 ， 以太网 企业传统 的信息管理层、 使 过程监控层 、 现场设备 的一个桥梁。 技术全面应用于工业控制领域成 为可能 ，而 目 层合成一体 ， ３发展前景 使数据的传输 速率更快 、 实时性更 前， 工业以太网技术的发展优势及特点主要体现 高 ， 可与网络无缝集成， 并 实现数据的共享 ， 提高 据美 国权威调查机构 Ａ ＲＣ报告指出，今后 在 以下 几个 方 面 ： 工厂的运作效率。 但同时也引入了一系列的网络 以太网不仅继续 垄断商业计算机网络通信和工 １ ． １发展优势 安全向题 ，工业 网络可能会受到包括病毒感染 、 业控制系统的上层网络通信市场 ， 也必将领导未 应用广泛。以太网是应用最广泛的计算 机 黑客的非法入侵 与非法操作等网络安全威胁 。 来 现场总线的发展 ，以太 网和 Ｔ Ｐ Ｐ将成为器 Ｃ／ Ｉ 件总线和现场总线的基础协议。美国 Ｖ Ｃ调查 Ｄ 网络技术 ， 几乎所有的编程语言如等都支持以太 ２应用现状 网的应用开发 。 工业 以太网与现场 总线相 比，它能提供一 报告也指出 ， 以太网在工业控制领域 中的应用将 快速以太网已开始广泛应用 ，Ｇ ／ 以太 网 个开放 的标准， １ ｂｓ 是企业从现场控制到管理层实现 越来越广泛， 市场占有率的增长也越来越快。 技术也逐渐成熟， 而传统 的现场总线最高速率 只 全面的无缝的信息集成， 解决了由于协议上的不 ２ ０ 年 ９ ， 国科技部发布了基于高速 ０１ 月 我 有 １Ｍ ／ 显然 ， ２ｂ。 ｓ 以太网的速率要 比传统现场总 同导致 的“ 自动化孤 岛” 问题 ， 从 目前 的发 展 以太 网技术 的现场总线设备研究项 目，其 目 但 标 线要快的多， 完全可以满 足工业控制网络不断增 看 ， 以太网在控制领域的应用主要体现在以 是 ： 工业 攻克应用于工业控制现场 的高速以太网的关 长的带宽要求。 下几种形式 ： 键技术 ， 中包括解决以太网通信 的实时性、 其 可 成本低廉 。以太网网卡的价格较现场总线 ２ 混合 ＥｌｍｅＦ ｌ ｕ 的网络结构 ． １ ｔ ｔ ｉｄ ｓ ｌ ／ｅｂ ｅ 互操作性 、 可靠性、 抗干扰性和本质安全等问题 ， 网卡要便宜得多（ 约为 １ ０ ； ／ ）另外 ， １ 以太网 已经 这种结 构实 际上就是信息网络和控制 网络 同时研究开发相关高速以太 网技术 的现场设备 、 应用 多年 ， 人们对以太 网的设计 、 应用等方 面有 的一种典型的集成形式 。 太 网正在逐步 向现场 网络化控制系统和系统软件。 以 很多经验， 具有相当成熟的技术 。大量的软件资 设备级深 ＾ 发展 ， 并尽可能的和其他网络形式走 以太网有 “ Ｅ网到底” 的美誉 ， 它可以一直延 源和设计经验可以显著降低系统的开发和培训 向融合 。 以太网和 Ｔ ＰＩ 原本不是面向控制 伸到企业现场设备控制层 ， 但 Ｃ／ Ｐ 被人们认为是未来控 费用 ， 降低系统 的整体成本 ， 并大大加快系统的 领域 的， 在体系结构 、 协议规则、 物理介质、 据、 制网络 的最佳解决方案。 数 虽然 目前工业以太网还 开发和推广速度。 软 件、 实验环境等诸多方面并 不成熟 ， 而现场总 不适合所有的工业 自动化设备 ， 并不能全面地应 但是 工业控制 资源共享能力强。 随着 Ｉ ｅ ｅ ｎ ａｅ 的 线能完全满足现代企业对底层控制 网络的基本 用于工业控制领域 ， 以太网在进 ＾ ｎ ｍ ｔ ｔｎｔ ｔ ／Ｉ ｒ 发展 ， 以太网已渗透到各个角落 ， 网络上 的用户 要求 ， 实现真正的全分布式系统。 因此 ， 在企业信 领域的过程中将逐步成熟 ， 并具有巨大的发展潜 已解除了资源地理位置上的束缚 ， 在联人互联网 息层采用 以太网 ，而在底层设备级采用现场总 力和非常广阔的前景 ， 其应用领域将不断地得到 扩展 ， 而且应用广度和深度也将继续扩大。 的任何一台计算机上就能浏览工业 控制 现场的 线 ， 通过通信控制器实现两者的信息交换。 ２ 专用工业 以太控制网络 ． ２ 参 考 文献 数据 ， 实现“ 控管一体化”这是其他任何一 种现 ， 场总线都无法 比拟的。 如何利用工业 以太 网单独作为控制网络是 ［１ １陈凯． 工业 以太网在工业 自动化 系统 中的应用 可持续发展潜力大。以太 网的引人将为控 工业以太 网的发展方向之一 ， 也是工业控制领域 及 发展 叨． 西部 科技 ，０ ８２ ） 中国 ２ｏ （２ ． 制系统 的后续发展提供可能性 ， 用户在技术升级 的研究热点之一。如德国 Ｊ ｔ Ｇ 司的新一 『 曹文彪． ｅｅ Ａ 公 ｔｒ ２ １ 工业以太网的应用和发展啊． 成功（ 教 ｅ Ｗｅ ，是 融 现 场 总 线 技 术 、 育 ） ０ （ ） ２０ ８ ８． 方面无需独 自的研究投入 ， 这一点 ， 任何现有 的 代 控 制 系 统 Ｊｔ ｂ 现场总线技术都无法 比 。 拟 同时 ， 机器人技术 、 智 １ ０ ／以太网技术 、 Ｎ ０ Ｍｂｓ Ｃ Ｃ技术 、Ｌ Ｐ Ｃ技术、 可视 【】 ３陈凌凌， 陈以． 以太网在．． 控制网络 中的 工业 Ｙ＿ －ｋ ｔ 能技 术的发展都要求通信 网络具有更高的带宽 化人机接 口技术 和全球化生产管理技术 为一体 应 用与发展 综述叨． 中国科技信息’ ｏ （８ ． ２ ７１） Ｏ 和性能， 通信协议有更高 的灵活性 ， 这些要求 以 的工业 自动化控制 系统 ，同时具 有广泛 的兼容 『１ ４杨金奇， 刘学军． ｋ ＂ｔ￣太网技术及其应 用现状 ｒ 太网都能很好地满足。 性， 可兼容第三方 自动化控制产 品， 提出“ 网络就 与发周 Ｊ 四川工业学院学报００２ ３ ． 】 ． ０ （） ｌ － ２发展特点 是控制器” 的观点 ， 是取代所有底层现场 总线的 作者简介 ： 曾正 明（９ ６ ） 河北唐 山，Ｏ ｏ １７ 一 ， ２ｏ 毕业后一直 通信确定性与实时性 。工业控 制网络不同 工业 网络结构 。 这种工业控制网络是将 以太网贯 年毕业于沈阳黄金 学院 自动化专业 。 予普通数据网络的最大特点在于它必须满足控 穿于整个网络各层 次， 使它成为透明的覆盖整个 从事相 关专业工作。 制作用对实时性 的要求 ， 即信号传输要足够快和 企业范围的应用实体 。 它实现了办公 自 动化与工 满足信号的确定性。 实时控制要求对 某些变量数 业 自 动化的无缝结合 ， 实质 匕 是—个 单层的扁平 据准确定时刷新 ， 快速以太网与交换式以太 网技 结构 ， 良好 的可扩展性和互连性 ， 其 使之成 为真 术的发展 ， 使这一应用成为可能 。 采用交换式集 正意义上的全开放 网络体系结构的大统一。 线器和全双工通信， 可使网络上的冲突域不复存 ２ 基于 Ｗｅ 的网络监控平 台 － ３ ｂ 在 （ 全双工通信 ） 或碰撞机率大大降低 （ ， 半双 嵌入式 以太网是最近网络应用热点 ，就是 工 ）使 以太网通 ， 通过 Ｉ ｅ ｔ ｎ ｍｅ使所有连接网络的设备彼此互通 ， ｔ
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。
细谈应用工业以太网的优势
细谈应用工业以太网的优势近些年来，随着网络技术的发展和工业控制领域对网络性能要求越来越高，以太网正逐步进入工业控制领域，形成了新型的以太网控制网络技术。
工业以太网的开放性使得工业控制网络和企业信息网络的无缝整合方面具有无可比拟的优势。
以太网（Ethernet）技术支持几乎所有的网络协议，所以在数据信息网络中得到广泛应用，具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高和支持设备多等方面的优势。
近些年来，随着网络技术的发展和工业控制领域对网络性能要求越来越高，以太网正逐步进入工业控制领域，形成了新型的以太网控制网络技术。
工业以太网的开放性使得工业控制网络和企业信息网络的无缝整合方面具有无可比拟的优势。
以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势，由于它支持几乎所有流行的网络协议，所以在商业系统中被广泛采用。
近些年来，随着网络技术的发展，以太网进入了控制领域，形成了新型的以太网控制网络技术。
这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展，开放的、透明的通讯协议是必然的要求。
以太网技术引入工业控制领域，其技术优势非常明显：1Ethernet是全开放、全数字化的网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联;2以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络，如图2所示;3软硬件成本低廉，由于以太网技术已经非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择;4通信速率高，随着企业信息系统规模的扩大和复杂程度的提高，对信息量的需求也越来越大，有时甚至需要音频、视频数据的传输，目前以太网的通信速率为10M、100M的快速以太网开始广泛应用，千兆以太网技术也逐渐成熟，10G以太网也正在研究，其速率比目前的现场总线快很多。
5可持续发展潜力大，在这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，由此保证了以太网技术不断地持续向前发展。
什么是工业以太网技术？有什么作用？
什么是工业以太网技术？有什么作用？
工业以太网是在以太网技术和TCP/IP的技术上发展延伸出来的一种现场总线技术。
其作用就是为不同的厂商设备的兼容和互相操作提供一种通用的标准通讯协议。
现在的控制系统和工厂自动化系统，以太网的应用像PLC一样越来越普遍，为什么以太网会引入工业控制里来，它有哪些优势呢？
应用广泛
首先以太网是应用最广泛的计算机网络技术，基本所有的计算机语言都可以对其进行再开发。
通讯速率高
做自动化的都知道，传统的现场总线通讯速率是比较慢的，最高的也就能达到10M左右。
而以太网就不一样了，百兆的通信速率普及开来，甚至1G/s的技术逐渐成熟，能够实时满足工业控制对以太网带宽的需求。
数据资源共享能力
随着以太网的发展，其应用无所不在任何一台能上网的计算机都能够浏览工业控制的数据，解除了地域上的障碍。
可持续性的开发
主要就是实现了以太网对控制系统的可能性，例如物联网、人工智能等技术的发展。
为其通讯提供可靠的带宽和性能，而且通讯协议的灵活性非常之高。
工业以太网的应用特点
工业以太网的应用特点1.实时性高：工业控制系统通常需要高实时性以满足对工业过程的及时监控和控制要求。
工业以太网通过采用实时协议和通信机制，支持实时数据传输，能够满足工业系统对实时性的要求。
2.可靠性强：工业自动化领域对通信系统的可靠性要求较高，一旦通信中断可能导致严重的生产事故。
工业以太网通过采用冗余机制和错误检测、纠错技术，提高了通信系统的可靠性，降低了故障率。
3.网络拓扑灵活：工业以太网支持多种网络拓扑结构，如星型、环型、总线型等，可以根据不同的应用场景和需求选择合适的拓扑结构。
此外，还可以通过网络设备的互联或者切换实现扩展和隔离，提高系统的可扩展性和可维护性。
4.网络管理便捷：工业以太网采用标准的以太网协议和设备，支持网络管理协议和工具，如SNMP、LLDP、VLAN等，方便进行网络配置、监控和故障排除。
此外，还可以通过网络管理系统对网络设备进行集中管理，提高系统的可管理性和可维护性。
5.网络安全性能优越：工业自动化系统通常需要具备较高的网络安全性能，以防止网络攻击对工业过程造成破坏。
工业以太网通过采用安全认证机制、数据加密技术和网络隔离技术，提供了较高的网络安全性能，能够保护工业控制系统的安全。
6.支持大规模系统：工业自动化系统通常需要支持大规模的设备和节点，工业以太网通过支持广域网技术和网络扩展技术，能够实现多个设备和节点的互联，支持大规模系统的构建和管理。
7.灵活性和可扩展性：工业以太网具有良好的灵活性和可扩展性，通过软件定义网络（SDN）技术和网络虚拟化技术，可以实现网络资源的灵活配置和扩展，支持不同应用场景和需求的变化。
总而言之，工业以太网通过在工业自动化系统中应用以太网技术，提供了高实时性、可靠性强、网络拓扑灵活、网络管理便捷、网络安全性能优越、支持大规模系统等特点，为工业自动化领域的数据传输和通信提供了一种可靠、高效、安全的解决方案。
浅析工业以太网技术及应用
浅析工业以太网技术及应用摘要相對商用以太网来说，工业以太网其本身具备更强的安全性、抗干扰性、适用性以及实时性的特点，对于整个工业生产来说是非常重要的现代化技术。
本文就对工业以太网技术及应用的相关问题进行了分析和探讨。
关键词工业以太网技术；应用；分析思考工业以太网技术源自于以太网技术，但是其本身和普通的以太网技术又存在着很大的差异和区别。
工业以太网技术本身进行了适应性方面的调整，同时结合工业生产安全性和稳定性方面的需求，增加了相应的控制应用功能，提出了符合特定工业应用场所需求的相应的解决方案。
工业以太网技术在实际应用中，能够满足工业生产高效性、稳定性、实时性、经济性、智能性、扩展性等多方面的需求，可以真正延伸到实际企业生产过程中现场设备的控制层面，并结合其技术应用的特点，给予实际企业工业生产过程的全方位控制和管理，是一种非常重要的技术手段。
1 工业以太网技术应用的优势分析第一，工业以太网技术具有广泛的应用范围。
以太网技术本身作为重要的基础性计算机网络技术，其本身能够兼容多种不同的编程语言。
例如，常见的JA V A、C++等编程语言都支持以太网方面的应用开发。
第二，工业以太网技术具有良好的应用经济性。
相对于以往传统工业生产当中现场总线网卡的基础设施方面的投入，以太网的网卡成本方面具有十分显著的优势。
在当前以太网技术不断发展的今天，整体以太网技术的设计、应用方面已经十分成熟。
在具体技术开发方面，有着很多现有的资源和设计案例进行应用，这也进一步降低了系统的开发和推广成本，同时也让后续培训工作的开展变得更加有效率。
可以说，经济性强、成本低廉、应用效率高、过渡短、方案成熟，这是工业以太网技术的一个显著优势特征。
第三，工业以太网技术具有较高的通信速率。
相对现场总线来说，工业以太网的通信速率较高，1Gb/s的技术应用也变得十分成熟。
在当前不断增长的工业控制网络性能吞吐需求的前提下，这种速率上的优势十分明显，其能够更好地满足当前的带宽标准，是新时期现代工业生产网络工程的重要发展方向。
工业以太网行业研究报告
工业以太网行业研究报告工业互联网是指将现代信息技术与传统制造业深度融合，实现生产、流程、服务和产品全方位互联、互通、互感的新型产业形态。
其中，工业以太网作为通信网络是实现工业互联网的核心技术之一，具有高速、稳定、可靠、安全等优点。
随着人工智能、云计算、大数据等新技术的不断应用，工业互联网在推动智能制造、促进经济转型升级等方面发挥着越来越重要的作用。
工业互联网背景分析一、背景介绍随着物联网技术的发展，工业互联网作为其其中一个重要的应用领域逐渐受到关注。
工业互联网是指将工业设备、系统和流程与互联网相连接，实现实时数据采集和传输、智能分析和优化控制的一种信息化技术。
它主要应用于工业制造、交通运输、能源、农业等领域，旨在提高生产效率、降低能耗、减少损耗，为企业带来更大的经济效益。
工业互联网的出现，也将改变传统制造业的生产模式和经营方式，推动制造业转型升级，进一步促进经济社会的发展。
二、国内外现状（一）国际发展现状工业互联网是由德国首先提出的，并且在德国得到了较快的发展。
近年来，欧美等国家和地区相继推出了相关政策支持和重大项目，为工业互联网的发展提供了保障。
例如，欧盟发布了《工业4.0行动计划》，美国提出了《智能制造计划》，中国提出了《中国制造2025》等，这些政策都强调了工业互联网的重要性，促进了工业互联网的发展。
（二）国内发展现状在我国，工业互联网的发展起步较晚，但近年来得到迅速发展。
创新创业板块逐渐成为工业互联网的重点领域，快速崛起的科技公司陆续推出了一些基于工业互联网的解决方案。
此外，政府也加大了对工业互联网的政策支持和资金投入。
例如，在《中国制造2025》中规划了很多涉及工业互联网的内容，2018年国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，加快推进工业互联网应用示范项目，探索建设产业公共服务平台等。
三、工业互联网的优势（一）提高生产效率工业互联网可以实现实时数据采集和传输，通过对采集的数据进行分析和处理，可以为企业提供有价值的信息，帮助企业进行生产计划的制定和调整，提高生产效率。
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以太网技术在工业控制领域的应用及意义随着计算机和网络技术的飞速发展，在企业网络不同层次间传送的数据信息己变得越来越复杂，工业网络在开放性、互连性、带宽等方面提出了更高的要求。
现场总线技术适应了工业网络的发展趋势，用数字通信代替传统的模拟信号传输，大量地减少了仪表之间的连接电缆、接线端口等，降低了系统的硬件成本，被誉为自动化领域的计算机局域网。
现场总线的出现，对于实现面向设备的自动化系统起到了巨大的推动作用，但现场总线这类专用实时通信网络具有成本高、速度低和支持应用有限等缺陷，以及总线通信协议的多样性使得不同总线产品不能直接互连、互用和互可操作等，无法达到全开放的要求，因此现场总线在工业网络中的进一步发展受到了限制。
随着Internet技术的不断发展，以太网己成为事实上的工业标准，TCP/IP 的简单实用已为广大用户所接受，基于TCP/IP协议的以太网可以满足工业网络各个层次的需求。
目前不仅在办公自动化领域内，而且在各个企业的上层网络也都广泛使用以太网技术。
由于它技术成熟，连接电缆和接口设备价格较低，带宽也在飞速增加，特别是快速Ethernet与交换式Ethernet的出现，使人们转向希望以物美价廉的以太网设备取代工业网络中相对昂贵的专用总线设备。
Ethernet通信机制Ethernet是IEEE802. 3所支持的局域网标准，最早由Xerox开发，后经数字仪器公司、Intel公司和Xerox联合扩展，成为Ethernet标准。
Ethernet采用星形或总线形结构，传输速率为10Mb/s，100 Mb/s，1000 Mb/s或是更高，传输介质可采用双绞线、光纤、同轴电缆等，网络机制从早期的共享式发展到目前盛行的交换式，工作方式从单工发展到全双工。
在OSI/ISO 7层协议中，Ethernet本身只定义了物理层和数据链路层，作为一个完整的通信系统，它需要高层协议的支持。
自从APARNET将TCP/IP和Ethernet捆绑在一起之后，Ethernet便采用TCP/IP作为其高层协议，TCP用来保证传输的可靠性，IP则用来确定信息传递路线。
Ethernet的介质访问控制层协议采用CSMA/CD，其工作原理如下：某节点要发送报文时，必须先监听网络，如果网络繁忙则坚持监听网络，一旦网络空闲就发送数据;在发送数据过程中继续监听，如果检测到冲突则立即停比发送并发出一个强化冲突的干扰信号，通知所有节点此时的网络己经发生冲突，此时冲突各方卞动退避随机等待一段时间后再重新监听网络，该随机时间由BEB(Binary Exponential Back-off)算法确定。
传统商用以太网主要缺陷及解决方案由于Ethernet是以办公自动化为目标设计的，并不完全符合工业环境的要求，将传统的Ethernet用于工业领域还存在明显的缺陷。
但由于其技术简单、完全公开，通过不断改进、提升，市场占有率越来越大，而成本越来越低，进而变成主流。
据VDC(Venrure Development Crop)调查报告，如今己有约95%的网络节点具有Ethernet接口。
随着IT技术的快速发展，Ethernet引进了许多新技术和新标准，不仅提高了Ethernet实时能力，还进一步增强了柔性和可靠性，使Ethernet应用于工业现场设备之间的通信成为可能。
交换机是数据链路层的多端口网桥，也可以说是一种智能HUB它能够读取正在传送的数据的目的地址并把它转发到相应的端口，在源端和交换设备的目标端之间提供一个直接快速的点到点连接。
从交换机流入的数据包直接从和它相连的目的站接口流出。
在普通交换设备中，一个节点传送的数据都要被广播到其他的各个节点，采用了交换技术之后，发送的数据通过交换机就直接送到了希望接收的目的地址，这就使得多个数据可以同时发送。
交换机主要用来把网络分成不同的冲突域，同时对网络进行扩展。
这种网络的性能主要由传输和接收的元件性能决定。
通过网段的微化增加了每个网段的吞吐量和带宽，为每个节点提供了独占的点到点链路。
这样，在体系结构上和简单的点到点的连接完全一样，每个设备都有一个专用的单独信道连接到另一个设备，因此不需要竞争底层传输信道。
交换式Ethernet克服了传统Ethernet的缺点，大大提高了网络性能，使原来的共享式带宽变成了独占式带宽.较好地解决了带宽问题。
对于普通共享式Ethernet，若共有N个用户，则每个用户占有的平均带宽只有总带宽(如100Mb/s)的N分之一；而使用交换机之后，虽然数据传输速率仍为100Mb/s，但由于一个用户在通信时是独占而不是和其他网络用户共享传输媒体的带宽，因此整个局域网的可用带宽相当于N*100Mb/s。
使用交换机，还可以对网络上传输的数据进行过滤，使每个网段内节点之间数据的传输只限在本地网段内进行，而不需要经过主干网，也就不会占用其他网段的带宽，从而降低了所有网段和主干网的网络负荷。
而全双工通信又使得端口间两对传输线路（双绞线或光纤等）上分别同时接收和发送报文帧，而不发生冲突，因此也不再受到CSMA/CD的约束。
全双工交换式Ethernet已经成为一个确定性网络，不会因冲突而引起通信非确定性，Ethernet的通信实时性得到了保障。
工业可靠性由于传统的Ethernet并不是为工业应用而设计的，没有考虑工业现场环境的适应性需要。
工业现场的机械、气候、尘埃等条件非常恶劣，因此对设备的工业可靠性提出了更高的要求。
在工厂环境中，工业网络必须具备较好的可靠性，可恢复性以及可维护性。
随着技术的发展，Ethernet的网络传输线已从昂贵且难以安装的同轴电缆变化到廉价的非屏蔽双绞线，它的抗干扰能力可与4~20mA模拟传输线路相当，如果需要更强大的抗干扰能力可以采用屏蔽双绞线或光纤网络。
为了提高工业以太网的工业可靠性，在进行系统设计时，可通过可靠性设计提高现场设备的可靠性；采用环形冗余结构Ethernet以提高系统的可恢复性；采用智能设备管理系统，对现场设备进行在线监视和诊断、维护管理。
安全性在工业生产过程中，很多现场不可避免地存在易燃、易爆或有毒气体等，对应用于这些工业现场的智能装置以及通信设备，都必须采取一定的防爆技术措施来保证工业现场的安全生产。
以太网系统的本质安全包括几个方面，即工业现场Ethernet交换机、传输介质以及基于Ethernet的变送器和执行机构等现场设备。
由于目前以太网收发器本身的功耗都比较大，一般都在60~70mA的这种缺陷已经得到解决，因此过去低功耗的Ethernet现场设备设计难以实现的要求和目标已经完全可以满足。
在目前技术条件下，对于没有严格的本安要求的非危险场合，对以太网系统可以采用隔爆防爆的措施，即通过对Ethernet现场设备采取增安、气密、浇封等隔爆措施，使现场设备本身的故障产生的点火能量不会外泄，以保证系统运行的安全性。
对于有严格的本安要求的危险场合，则可以直接采用本安型的工业以太网设备等防爆措施。
工业系统的网络安全是工业以太网应用必须考虑的另一个安全性问题。
工业以太网可以将企业传统的3层网络系统，即信息管理层、过程监控层、现场设备层，合成一体，使数据的传输速率更快、实时性更高，并可与Internet无缝集成，实现数据的共享，提高工厂的运作效率，但同时也引入了一系列的网络安全问题，工业网络可能会受到包括病毒感染、黑客的非法入侵与非法操作等网络安全威胁。
一般情况下，可以采用网关或防火墙等对工业网络与外部网络进行隔离，还可以通过权限控制、数据加密等多种安全机制加强网络的安全管理。
另外，最新推出的标准中，对Ethernet的总线供电规范也进行了定义。
Ethernet 在工业应用过程中的各种问题已经得到根本性的解决。
工业以太网的优势Ethernet由于其应用的广泛性和技术的先进性，不仅在民用商业领域形成了垄断性优势，在工业应用中也具有传统现场总线所无法比拟的优越性。
带宽高随着现场设备功能逐级增强，工业网络中传输的数据量将会成倍增加，加之现在有了现场设备要内置Web Server以网页形式与外界沟通信息的需求，工业网络对带宽的要求越来越高。
而传统的现场总线一般的传输速率仅为1~2Mb/s 尽管有些总线可以得到更高的通信速率，如Contro1Net的传输速率为5Mb/s，PROFIBUS-DP可高达12Mb/s，但成本价格昂贵。
作为一种低成本网络技术，Ethernet目前的速率为10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s、10000Mb/s的快速以太网也已开始大量广泛应用，其通信速率比传统的现场总线快得多，完全可以满足工业网络不断增长的带宽要求。
应用广泛Ethernet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。
以工业以太网为主要研究对象的众多国际组织，如IEA (Industrial Ethernet Alliance)、IANOA (Industrial Automa-tion Network Alliance)等纷纷成立。
几个主要现场总线组织(如FF、PROFIBUS、DcviccNct、Con-trolNET和LonWorks 等)也在开发基于Ethcr-net的现场总线协议，更有一些公司己在开发具有Ethernet接口的仪表。
几乎所有的编程语言都支持Ethernet的应用开发，如果采用Ethernet作为现场总线，可以保证有多种开发工具、开发环境供选择。
以太网与其他技术的对比以太网技术能成为全球主流的通讯总线技术，是因为其优秀的开放性和灵活性，以及针对高可靠性需求方面的持续发展创新造成的。
以太网技术与传统的SDH技术以及CAN、串口等其他的各种现场总线的特点对比如下。
表格1 以太网与其他技术对比综上，可看到，以太网在不断的发展中，在服务质量上已经超过了传统的SDH传输方式，并具有更多灵活、高速带宽、多业务承载、易于维护的更多优势及特点。
与传统的现场总线相比，其确定性及高效率、优秀的综合管理性能、多业务互通性能也为现场总线的发展带来了更多机遇，充分扩展了用户需求的实现。
应用案例在工业及军工行业中，以太网技术以其高可靠性、高品质解决了诸多原有网络无法处理的问题，为工业通讯网络的建设和使用带来了更高的实时性及可靠性。
1.船用平台信息管理系统图表1 船用平台管理系统平台网采用双环网冗余设计，设两台网络数据浏览服务器；两台域控制服务器，若干客户端机器。
两种服务器都是互为热备，配以网络管理软件，多功能操作站软件，形成高可靠性的船舶平台信息管理系统。
通过平台信息管理系统可以准确可靠地对动力系统、电站系统、损管系统、空调系统、航行信号、液位遥测等众多系统进行控制和监测。
2.智能电网----数字化变电站控制系统智能电网的意义：传统电网的不足与智能电网的意义：传统电网只有单一向的电力传送，无法达到双向传送及自动修复能力；智能电网则可以通过通信技术和IT技术，将电网资讯集中至电力公司，使电力公司可以完全监测电网的所有元器件状态，除了能够控制所有电网元器件以外，智能电网还可以自动化修复，如果一段输电线路意外断线，它将自动使用备用线路等技术来保持整个电网的运作来防止断点的可能性。