【正文】 （3）其它：根據(jù)技術(shù)要求，就事論事的選擇你的解決方案。簡(jiǎn)單地說(shuō)，你的項(xiàng)目最適合使用什么技術(shù)就采用什么技術(shù)。（2） 一體化與多元化并存：面對(duì)這樣一個(gè)多種工業(yè)總線技術(shù)并存的現(xiàn)狀，我們應(yīng)該有一個(gè)豁達(dá)的心態(tài)。但技術(shù)發(fā)展受社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)影響，市場(chǎng)因素很大程度左右技術(shù)走向，回顧計(jì)算機(jī)發(fā)展歷史，這種先例不勝枚舉。(3) 成本：以太網(wǎng)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)層，單站點(diǎn)成本是必需考慮的因素；與目前現(xiàn)場(chǎng)總線（PROFIBUS、DeviceNet、ControlNet）產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。(2) 如何滿足實(shí)時(shí)性和確定性要求? 提高帶寬、減少碰撞是最直接的辦法，有一定效果；但“盡量的快”和“一定快”是不同的。通常報(bào)文格式如下:報(bào)文格式傳輸效率=有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)/[全部附加字段長(zhǎng)+有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)]以太網(wǎng)全部附加字段長(zhǎng)=26字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)=1500字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)=1字節(jié)（小于46時(shí)填0）最大傳輸效率=1500/（1500+26）=%最小傳輸效率=1/（1+26+45）=% 現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS全部附加字段長(zhǎng)=11字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)=244字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)=1字節(jié)最大傳輸效率=244/（244+11）=%最小傳輸效率=1/（1+11）=%工業(yè)網(wǎng)典型傳輸數(shù)據(jù)量（字節(jié)）傳輸效率工業(yè)網(wǎng)典型傳輸數(shù)據(jù)量（字節(jié)）傳輸效率8%8%16%16%24%24%32%32%4040%48%48%56%56%64%64%128%128%以太網(wǎng)與PROFIBUS參數(shù)比較(3) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息規(guī)范及功能規(guī)范 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息格式及功能描述規(guī)范稱為”行規(guī)”(Profile), 行規(guī)可有效實(shí)現(xiàn)各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備應(yīng)用層互聯(lián)。由于以太網(wǎng)與CSMA/CD具有對(duì)等的技術(shù)內(nèi)涵，可以說(shuō)以太網(wǎng)不是傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)要求的實(shí)時(shí)性和確定性網(wǎng)絡(luò)。E. 傳輸速率：10M、100M (2) 介質(zhì)訪問(wèn)控制方式現(xiàn)場(chǎng)總線：現(xiàn)場(chǎng)總線的介質(zhì)訪問(wèn)控制方式要滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的要求，即通信的實(shí)時(shí)性和確定性。D. 編碼：異步 NRZ、位同步曼徹斯特編碼等。4. 以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的比較(1) 物理層現(xiàn)場(chǎng)總線A. 傳輸介質(zhì)：多數(shù)采用屏蔽雙絞電纜（RS485）、光纖、同軸電纜，以解決長(zhǎng)線傳輸、數(shù)據(jù)傳輸速率和電磁干擾等問(wèn)題。個(gè)別的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)：個(gè)別要求高可靠性和一定實(shí)時(shí)性的分布式控制系統(tǒng)也有采用以太網(wǎng)+TCP/IP技術(shù)，并獲得很好的效果；如水電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。3． 太網(wǎng)在自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀目前，以太網(wǎng)工業(yè)在自動(dòng)化領(lǐng)域已有不少成功應(yīng)用實(shí)例，主要集中在以下幾個(gè)方面：(1) 車間級(jí)生產(chǎn)信息集成：主要由專用生產(chǎn)設(shè)備、專用測(cè)試設(shè)備、條碼器、PC機(jī)及以太網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成；主要功能是完成車間級(jí)生產(chǎn)信息及產(chǎn)品質(zhì)量信息的管理。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，給了以太網(wǎng)進(jìn)入自動(dòng)化領(lǐng)域一個(gè)難得的機(jī)會(huì)。 自動(dòng)化行業(yè)將面臨一個(gè)多種總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并存的現(xiàn)實(shí)世界。IEC61158是要制定出一部滿足工業(yè)自動(dòng)化五大行業(yè)不同應(yīng)用需求的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（5）國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEC61158 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概念，面對(duì)自動(dòng)化行業(yè)千變?nèi)f化的現(xiàn)場(chǎng)儀表設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)不同廠家不同種類產(chǎn)品的互連，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作至關(guān)重要。?PROFIBUSPA也是設(shè)備層總線，具有IEC611582的物理層，可實(shí)現(xiàn)總線供電，并有本質(zhì)安全技術(shù)。即要求應(yīng)用數(shù)字通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)工廠信息縱向的透明通信。因此，有了現(xiàn)代制造自動(dòng)化模型，見(jiàn)圖2。 本文主題中所提到的“以太網(wǎng)”，按習(xí)慣主要指IEEE ，如果進(jìn)一步采用TCP/IP協(xié)議族，則采用“以太網(wǎng)+TCP/IP”來(lái)表示。而internet協(xié)議族TCP/IP還包含了與這兩個(gè)協(xié)議有關(guān)的其它協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）、地址轉(zhuǎn)化協(xié)議（ARP）和互連網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議（ICMP）。IEEE —無(wú)線局域網(wǎng)。IEEE —寬帶技術(shù)。定義令牌傳遞總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。IEEE —邏輯鏈路控制LLC。因此: 以“以太網(wǎng)”為技術(shù)原形，本質(zhì)特點(diǎn)是采用CSMA/CD 的介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù)。筆者查閱了有關(guān)資料，現(xiàn)將有關(guān)“以太網(wǎng)”、IEEE :(1) 以太網(wǎng): ?1975年: 美國(guó)施樂(lè)(Xerox)公司的Palo Alto研究中心研制成功[METC76]，該網(wǎng)采用無(wú)源電纜作為總線來(lái)傳送數(shù)據(jù)幀，故以傳播電磁波的“以太(Ether)”命名。另一個(gè)方面，即以太網(wǎng)能否在工業(yè)過(guò)程控制底層，也就是設(shè)備層或稱為現(xiàn)場(chǎng)層廣泛應(yīng)用？ 能否成為甚至取代現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)成為統(tǒng)一的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)？這些問(wèn)題實(shí)為目前自動(dòng)化行業(yè)專家們爭(zhēng)論的熱點(diǎn)。近年來(lái)，由于國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作沒(méi)有達(dá)到人們理想中的結(jié)果，以太網(wǎng)及TCP/IP技術(shù)逐步在自動(dòng)化行業(yè)中得到應(yīng)用，并發(fā)展成為一種技術(shù)潮流。AGE，Kuka及Phoenix Contact等公司在2000年3月成立了IDA（Interface for Distributed Automation）組織，致力于開(kāi)發(fā)一種基于Ethernet TCP/IP的標(biāo)準(zhǔn)化的開(kāi)放的通信接口。QoS網(wǎng)絡(luò)可以區(qū)分實(shí)時(shí). 非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在工業(yè)以太網(wǎng)中采用QoS技術(shù)，可以識(shí)別來(lái)自控制層的擁有較高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)，并對(duì)它們優(yōu)先處理，為工業(yè)控制數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)通信提供一種保障機(jī)制。靜態(tài)端口分配指的是網(wǎng)絡(luò)管理人員利用網(wǎng)管軟件或直接設(shè)備交換機(jī)的端口，使其直接從屬某個(gè)虛擬網(wǎng)，這些端口將保持這樣的從屬性，除非網(wǎng)管人員重新設(shè)置；動(dòng)態(tài)虛擬網(wǎng)指的是支持動(dòng)態(tài)虛擬網(wǎng)的端口可以借助智能管理軟件自動(dòng)確定它們的從屬；多虛擬網(wǎng)端口配置支持一個(gè)用戶或一個(gè)端口同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)虛擬網(wǎng)，這樣可以將一臺(tái)控制層計(jì)算機(jī)配置成多個(gè)部門可以同時(shí)訪問(wèn)、也可以同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)虛擬網(wǎng)的資源。實(shí)際上，VLAN就是一個(gè)廣播域，不受地理位置的限制，可以根據(jù)部門職能、對(duì)象組和應(yīng)用等因素將不同地理位置的網(wǎng)絡(luò)用戶劃分為一個(gè)邏輯網(wǎng)段。即使是交換式以太網(wǎng)，由于一個(gè)端口是一個(gè)沖突域，在半雙工情況下仍不能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)以太網(wǎng)采用共享式集線器，由于共享式集線器的結(jié)構(gòu)和功能僅僅是一種物理層中繼器，因此連接到共享式集線器上的所有站點(diǎn)共享一個(gè)帶寬，遵循CSMA/CD協(xié)議進(jìn)行發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。因此，工業(yè)以太網(wǎng)需要解決商用以太網(wǎng)存在的實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的問(wèn)題，以使工業(yè)以太網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)通信，滿足工業(yè)控制的要求。正是由于CSMA/CD的工作原理，造成數(shù)據(jù)傳輸有可能經(jīng)歷不可預(yù)見(jiàn)的延時(shí)，甚至長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法發(fā)送的情況。CSMA/CD協(xié)議，即“帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)”。通過(guò)前面板按鍵簡(jiǎn)單設(shè)置即可構(gòu)建堅(jiān)固可靠的“SupremeRing”環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。電源故障時(shí)，提供繼電器報(bào)警輸出，便于技術(shù)人員對(duì)故障作出快速反應(yīng)。讓您的自動(dòng)化系統(tǒng)保持正常工作。該機(jī)型環(huán)網(wǎng)設(shè)置已經(jīng)高度智能化，無(wú)須現(xiàn)場(chǎng)PC設(shè)置，智能確認(rèn)開(kāi)關(guān)的使用既使得網(wǎng)絡(luò)工程師的現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單，又確保通訊系統(tǒng)安全可靠。雙環(huán)拓?fù)淇梢越⒁粋€(gè)具有冗余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全的冗余系統(tǒng)。解決的方法是在以太網(wǎng)交換機(jī)上配置生成樹(shù)協(xié)議（）或快速生成樹(shù)協(xié)議（）。以太網(wǎng)也必須建立冗余。然后， PVST+ 域接收 IST 上發(fā)送的 BPDU ，并選擇交換機(jī) B 作為 VLAN 2000 的根交換機(jī)（注：交換機(jī) B 是 IST 的根。 圖 3 圖 3 介紹了應(yīng)用于 VLAN 2000 的轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它映射至 RSTP/MSTP 區(qū)域中的 MST 2 。 為保留與基于 網(wǎng)橋的向后兼容性， IEEE 網(wǎng)橋在其端口上接聽(tīng) 格式的 BPDU 。 MST 可以與傳統(tǒng)和 PVST+ 交換機(jī)互操作。 IST 連接所有 MST 網(wǎng)橋，并從邊界端口發(fā)出、作為貫穿整個(gè)網(wǎng)橋域的虛擬網(wǎng)橋。當(dāng)交換機(jī)接收到 BPDU 后，它會(huì)提取摘要，并將其與自身的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較。重要的是請(qǐng)記住，配置屬性不同的交換機(jī)會(huì)被視為位于不同的區(qū)域。 多生成樹(shù)協(xié)議 在 Cisco MISTP[ 多實(shí)例生成樹(shù)協(xié)議 ] 的推動(dòng)下， MST 通過(guò)將一些基于 VLAN 的生成樹(shù)匯聚入不同的實(shí)例，并且每實(shí)例只運(yùn)行一個(gè)（快速）生成樹(shù)，從而改進(jìn)了 RSTP 的可擴(kuò)展性。 由于這種握手機(jī)制不依賴計(jì)時(shí)器，因此它可以快速地傳播至網(wǎng)絡(luò)邊緣，并在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變更后迅速恢復(fù)連接。但是，“ P4 ”是一種指定端口，需要阻塞。因?yàn)?BPDU 包含較高的根優(yōu)先級(jí)，交換機(jī) A 在將新的根端口“ P2 ”轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)前，會(huì)先啟動(dòng)同步機(jī)制。 圖 2 圖 2 介紹了將端口轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)發(fā)前達(dá)成的協(xié)定 / 建議握手。根或指定端口在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中發(fā)揮著積極作用，而替代或備份端口不參與主動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 這些 RSTP 中的新端口實(shí)現(xiàn)了在根端口故障時(shí)替代端口到轉(zhuǎn)發(fā)端口的快速轉(zhuǎn)換。除了從 沿襲下來(lái)的根端口和指定端口定義外，還定義了兩種新的作用（見(jiàn)圖 1 ）： 圖 1 TCN 的接收使網(wǎng)橋?qū)⑥D(zhuǎn)發(fā)表中的所有內(nèi)容快速失效，而無(wú)論網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否受到影響。 在 RSTP 中，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變