【正文】 同一個VLAN 中的所有站點(diǎn)擁有一個廣播域，不同VLAN之間廣播信息是相互隔離的，這樣就避免了廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。 4引入質(zhì)量服務(wù)（QoS）。另外，QoS網(wǎng)絡(luò)還可以制止對網(wǎng)絡(luò)的非法使用，譬如非法訪問控制層現(xiàn)場控制單元和監(jiān)控單元的終端等。2000年8月Schneider Electric加入該組織后，IDA大大增強(qiáng)了它的影響力。 以太網(wǎng)在自動化行業(yè)中的應(yīng)用應(yīng)該區(qū)分為兩個方面問題，或者說兩個層次的問題。本文將只就這一問題,從以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線的技術(shù)比較出發(fā),談?wù)剛€人看法。?1981年：美國施樂(Xerox)公司+數(shù)字裝備公司(Digital)+英特爾(Intel)公司聯(lián)合推出以太網(wǎng)(EtherNet)規(guī)約[ETHE80]?1982年：修改為第二版，DIX Ethernet V2因此：“以太網(wǎng)”應(yīng)該是特指“DIX Ethernet V2”所描述的技術(shù)。“以太網(wǎng)”。最高層協(xié)議與任何一種局域網(wǎng)MAC子層的接口。IEEE —令牌環(huán)形網(wǎng)。IEEE —光纖技術(shù)。IEEE —優(yōu)先高速局域網(wǎng)(100Mb/s)。由于TCP/IP是internet采用的協(xié)議組，所以將TCP/IP體系結(jié)構(gòu)稱作internet體系結(jié)構(gòu)。2． 以太網(wǎng)為什么會進(jìn)入自動化行業(yè) 以太網(wǎng)+TCP/IP作為辦公網(wǎng)、商務(wù)網(wǎng)在IT行業(yè)中獨(dú)霸天下，其技術(shù)特點(diǎn)主要適合信息管理、信息處理系統(tǒng)。所以說自動化技術(shù)由單機(jī)自動化發(fā)展到系統(tǒng)自動化。（2） 工廠底層設(shè)備狀態(tài)及生產(chǎn)信息集成、車間底層數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)是信息集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)為滿足工廠上層管理對底層設(shè)備信息的要求, 工廠車間底層設(shè)備狀態(tài)及生產(chǎn)信息集成是實(shí)現(xiàn)全廠FA/CIMS的基礎(chǔ)。 ?PROFIBUSFMS車間級現(xiàn)場總線，主要用于車間級設(shè)備監(jiān)控。為此， 國際IEC委員會于1984年提出制定現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEC1158（即IEC61158）。B．妥協(xié)的結(jié)果 經(jīng)過十幾年的努力，1998年，對IEC 61158 （TS）進(jìn)行投票。C．IEC 61158發(fā)展歷程給我們的啟示 面對當(dāng)今以太網(wǎng)在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用潮流，IEC 61158發(fā)展歷程至少給了我們兩點(diǎn)啟示，這對我們能夠清醒面對現(xiàn)實(shí)頗有好處：I、工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用于各行各業(yè)，使用一種現(xiàn)場總線技術(shù)不可能滿足所有行業(yè)的技術(shù)要求；現(xiàn)場總線不同于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，人們將會面對一個多種總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)共存的現(xiàn)實(shí)世界。積極推進(jìn)這種技術(shù)概念的如法國施耐德公司，面向工廠自動化提出了基于以太網(wǎng)+TCP/IP的解決方案，稱之為“透明工廠”。管理層信息網(wǎng)絡(luò)：即支撐工廠管理層MIS系統(tǒng)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。既然以太網(wǎng)已成功的應(yīng)用于工業(yè)自動化諸多方面，既然IEC61158沒有給出一個統(tǒng)一的現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為什么不能將以太網(wǎng)技術(shù)引入工業(yè)過程控制底層，即設(shè)備層，成為甚至取代現(xiàn)有的現(xiàn)場總線技術(shù)成為統(tǒng)一的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)？這就回到了本文開篇的話題。也有無線傳輸方案，以適應(yīng)不同場合需要。E. 傳輸速率：~12M 以太網(wǎng)A. 傳輸介質(zhì)：UTP3類線、UTP5類線、 屏蔽雙絞電纜、光纖、同軸電纜, 無線傳輸?shù)慕鉀Q方案。確定性指站點(diǎn)每次得到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)間隔和時間是確定的；實(shí)時性指網(wǎng)絡(luò)分配給站點(diǎn)的服務(wù)時間和間隔可以保證站點(diǎn)完成它確定的任務(wù)。（3）傳輸效率：不同網(wǎng)絡(luò)對報文長度有一個限制。 例：PROFIBUS行規(guī)：▼NC/RC行規(guī) (機(jī)器人、數(shù)控行規(guī)) ▼各種速度驅(qū)動器的行規(guī)▼操作員控制和過程監(jiān)視 (HMI) 行規(guī)▼對編碼器的行規(guī) ▼控制器間通信的行規(guī) ▼樓宇自動化的行規(guī) ▼低壓開關(guān)裝置的行規(guī) ▼溫度、壓力、液位、流量變送器和定位器等行規(guī)3. 以太網(wǎng)在自動化領(lǐng)域能走多遠(yuǎn) 以太網(wǎng)在工廠自動化管理層和車間監(jiān)控層已得到廣泛應(yīng)用和用戶認(rèn)可，在設(shè)備層對實(shí)時性沒有嚴(yán)格要求場合也有許多應(yīng)用；如果以太網(wǎng)希望走的更遠(yuǎn)，能夠全面進(jìn)入工廠底層成為設(shè)備連接的主要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，那么，以太網(wǎng)必須作出技術(shù)改進(jìn)。近年來，以太網(wǎng)在CSMA/CD技術(shù)基礎(chǔ)上也有一些改進(jìn)，如應(yīng)用智能集線器、交換機(jī)技術(shù)等，但沒有從機(jī)理上保證通信的實(shí)時性和確定性。4. 以太網(wǎng)能否取代現(xiàn)場總線技術(shù)成為統(tǒng)一的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)（1） 預(yù)測未來是最艱難的事；現(xiàn)場總線是專為工業(yè)現(xiàn)場層設(shè)備通信設(shè)計，是為自動化量體裁衣的技術(shù)。因此，以太網(wǎng)在工廠自動化車間監(jiān)控層及管理層將成為主要應(yīng)用技術(shù)，特別是采用TCP/IP協(xié)議可與互連網(wǎng)Internet連接, 是未來eManufactory的技術(shù)基礎(chǔ)。哲學(xué)家告訴我們，一體化與多元化是一對互為依存的矛盾，將長時間共存與競爭；以太網(wǎng)反映了人們要求技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、一體化的愿望，而現(xiàn)實(shí)是不能用一種技術(shù)覆蓋各行業(yè)所有不同需求。（1） 車間級生產(chǎn)信息集成更適合使用以太網(wǎng)理由如下：A. 多數(shù)加工設(shè)備具有RS232接口:如條碼機(jī), 專用工設(shè)備。第 17 頁 共 17 頁。C. 與上層網(wǎng)絡(luò)的信息規(guī)范和軟件接口兼容(2) 設(shè)備級控制優(yōu)先選用現(xiàn)場總線技術(shù)理由如下：A. 實(shí)時性, 確定性, 可靠性要求；B. 專用性: 如需要嚴(yán)格同步的運(yùn)動控制采用Sercos、PROFIBUSDPV2；C. 可靠性：工業(yè)級的傳輸層增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性；D. 現(xiàn)場總線技術(shù)種類、產(chǎn)品繁多，能夠提供各種成本的解決方案。4. 可能的解決方案 在面對具體問題時如何作出選擇呢？我認(rèn)為，就事論事是明智之舉。在以太網(wǎng)能夠真正解決實(shí)時性和確定性問題之前，大部分現(xiàn)場層仍然會首選現(xiàn)場總線技術(shù)。從技術(shù)比較出發(fā)似乎很容易得出結(jié)論。 需要指出的是，以太網(wǎng)技術(shù)存在上述缺憾，不意味著以太網(wǎng)就不能在現(xiàn)場層應(yīng)用，事實(shí)上以太網(wǎng)在很多對時間要求不是非?？量痰默F(xiàn)場層，已有很多成功應(yīng)用范例。C. 應(yīng)該具有總線供電及本質(zhì)安全的解決方案, 用于流程控制及要求防爆功能的場合。有效數(shù)據(jù)字段與附加字段之比反映的網(wǎng)絡(luò)有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?，或者說反映一次有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇鷥r。根據(jù)CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)機(jī)理，它不能滿足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時性和確定性要求。D. 編碼：同步、曼徹斯特編碼。C． 線供電及本質(zhì)安全：如IEC611582，用于流程控制及要求防爆功能的場合。筆者從事現(xiàn)場總技術(shù)研發(fā)工作，習(xí)慣從技術(shù)方面將以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術(shù)進(jìn)行比較，從而得出幾點(diǎn)看法。SCADA系統(tǒng)：特別是一些區(qū)域廣泛、含有計算機(jī)廣域網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)的SCADA系統(tǒng)，如城市供水或污水管網(wǎng)的SCADA系統(tǒng)、水利水文信息監(jiān)測SCADA系統(tǒng)等。 施耐德公司是將以太網(wǎng)技術(shù)引入工廠設(shè)備底層，廣泛取代現(xiàn)有現(xiàn)場總線技術(shù)的積極倡導(dǎo)者和實(shí)踐者，已有一批工業(yè)級產(chǎn)品問世和實(shí)際應(yīng)用。（6）以太網(wǎng)進(jìn)入自動化領(lǐng)域 IEC61158制定統(tǒng)一的現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)努力的失敗，使一部分人自然轉(zhuǎn)向了在IT行業(yè)已經(jīng)獲得成功的以太網(wǎng)技術(shù)。1999年12月，IEC61158放棄了原有設(shè)想，通過妥協(xié)方案，即： 以IEC 61158 （TS）+ ； Net、PROFIBUS、PNet、FF HSE、Swift Net、WorldFIP和Interbus總線。為此，根據(jù)不同行業(yè)對自動化技術(shù)的需求不同，將自動化技術(shù)分為五個不同的行業(yè)；見圖6：IEC1158的目標(biāo)。車間級現(xiàn)場總線具有傳輸數(shù)據(jù)量大、應(yīng)用層信息規(guī)范完整等特點(diǎn)，對網(wǎng)絡(luò)實(shí)時性要求不高。?PROFIBUSDP是設(shè)備層現(xiàn)場總線, 用于控制器(如PLC、PC、NC)與現(xiàn)場控制設(shè)備（如驅(qū)動器、檢測設(shè)備、HMI等）之間的通信總線； ?設(shè)備層現(xiàn)場總線技術(shù)具有高速（12M）、實(shí)時、確定、可靠特點(diǎn)（如DPV2可用于運(yùn)動控制），傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相對較小。制造業(yè)對自動化技術(shù)提出了數(shù)字化通信及信息集成的技術(shù)的要求。（1） 自動化技術(shù)從單機(jī)控制發(fā)展到工廠自動化FA，發(fā)展到系統(tǒng)自動化近年來，自動化技術(shù)發(fā)展使人們認(rèn)識到，單純提高生產(chǎn)設(shè)備單機(jī)自動化水平，并不一定能給整個企業(yè)帶來好的效益；因此，企業(yè)給自動化技術(shù)提出的進(jìn)一步要求是：將整個工廠作為一個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其自動化，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)企業(yè)的最佳經(jīng)濟(jì)效益。見圖1：TCP/IP技術(shù)支持的各種局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 由于TCP/IP是世界上最大的Internet采用的協(xié)議組，而TCP/IP底層物理網(wǎng)絡(luò)多數(shù)使用以太網(wǎng)協(xié)議，因此，以太網(wǎng)+TCP/IP成為IT行業(yè)中應(yīng)用最普遍的技術(shù)。TCP/IP協(xié)議組的準(zhǔn)確名稱應(yīng)該是internet協(xié)議族，TCP和IP是其中兩個協(xié)議。IEEE —可互操作的局域網(wǎng)的安全。IEEE —城域網(wǎng)。IEEE —令牌總線網(wǎng)。與IEEE 802 有關(guān)的其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：IEEE —概述、體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)互連，以及網(wǎng)絡(luò)管理和性能測量。CSMA/，或稱介質(zhì)訪問控制技術(shù)。在討論以太網(wǎng)與自動化技術(shù)及現(xiàn)場總線技術(shù)之前,有必要先澄清一下這幾個基本術(shù)語的含義。大多數(shù)專家們對自動化技術(shù)這種發(fā)展趨勢給予肯定的評價。以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術(shù)前言: 以太網(wǎng)及TCP/IP通信技術(shù)在IT行業(yè)獲得了很大的成功, 成為IT行業(yè)應(yīng)用中首選的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。ODVA發(fā)布了一個為在工廠基層使用以太網(wǎng)服務(wù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它