【正文】 楚。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: 美國施樂(Xerox)公司的Palo Alto研究中心研制成功[METC76]，該網(wǎng)采用無源電纜作為總線來傳送數(shù)據(jù)幀，故以傳播電磁波的“以太(Ether)”命名。(2) ?80年代初期: 美國電氣和電子工程師學(xué)會IEEE 802委員會制定出局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu), 即IEEE 802參考模型.IEEE 802參考模型相當(dāng)于OSI模型的最低兩層:?1983年：IEEE 802 委員會以美國施樂(Xerox)公司+數(shù)字裝備公司(Digital)+英特爾(Intel)公司提交的DIX Ethernet V2為基礎(chǔ)，?(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)的網(wǎng)絡(luò)。因此: 以“以太網(wǎng)”為技術(shù)原形，本質(zhì)特點是采用CSMA/CD 的介質(zhì)訪問控制技術(shù)。但在忽略網(wǎng)絡(luò)協(xié)議細節(jié)時, ”以太網(wǎng)”。IEEE —邏輯鏈路控制LLC。IEEE —CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)，定義CSMA/CD總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。定義令牌傳遞總線網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。定義令牌傳遞環(huán)形網(wǎng)的MAC子層和物理層的規(guī)范。IEEE —寬帶技術(shù)。IEEE —綜合話音數(shù)據(jù)局域網(wǎng)。IEEE —無線局域網(wǎng)。IEEE —有線電視(CableTV)(3) TCP/IP協(xié)議?TCP/IP是多臺相同或不同類型計算機進行信息交換的一套通信協(xié)議。而internet協(xié)議族TCP/IP還包含了與這兩個協(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)報協(xié)議（UDP）、地址轉(zhuǎn)化協(xié)議（ARP）和互連網(wǎng)控制報文協(xié)議（ICMP）。?以太網(wǎng)是TCP/IP使用最普遍的物理網(wǎng)絡(luò)，實際上TCP/IP技術(shù)支持各種局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，包括：令牌總線、令牌環(huán)、FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口）、SLIP（串行線路IP）、PPP（點到點協(xié)議）、。 本文主題中所提到的“以太網(wǎng)”，按習(xí)慣主要指IEEE ，如果進一步采用TCP/IP協(xié)議族，則采用“以太網(wǎng)+TCP/IP”來表示。但為什么近年來會逐步向自動化行業(yè)發(fā)展，形成與現(xiàn)場總線技術(shù)競爭的局面？回顧近年來自動化技術(shù)的發(fā)展, 可以了解到其中的原委。因此，有了現(xiàn)代制造自動化模型，見圖2?，F(xiàn)代制造自動化模 自動化技術(shù)從單機控制向工廠自動化FA、系統(tǒng)自動化方向發(fā)展。即要求應(yīng)用數(shù)字通信技術(shù)實現(xiàn)工廠信息縱向的透明通信。見圖3: 工廠自動化信息網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)：工廠管理級、車間監(jiān)控級、現(xiàn)場設(shè)備級工廠自動化信息網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)：工廠管理級、車間監(jiān)控級、現(xiàn)場設(shè)備級 (3) 現(xiàn)場總線技術(shù)的產(chǎn)生 現(xiàn)場總線(FieldBus)是工廠底層設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)，是計算機數(shù)字通信技術(shù)在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用,即從管理層到自動化底層的數(shù)據(jù)存取.工廠底層應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)了全廠信息縱向集成的透明通信(4) 現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)之一ROFIBUS技術(shù) ROFIBUS技術(shù)是1987年由Siemens公司等13家企業(yè)和5家研究機構(gòu)聯(lián)合開發(fā)；1989年批準(zhǔn)為德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN 19245（PROFINUSFMS/DP）；1996年批準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 50170 (PROFIBUSFMS/DP)；1999年P(guān)ROFIBUS成為國際標(biāo)準(zhǔn) IEC 61158 的組成部分(Type III). PROFIBUS技術(shù)為設(shè)備層提供了PROFIBUSDP和PA技術(shù)，為車間層提供了PROFIBUSFMS技術(shù),見圖5。?PROFIBUSPA也是設(shè)備層總線，具有IEC611582的物理層，可實現(xiàn)總線供電，并有本質(zhì)安全技術(shù)。主要完成車間生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)及生產(chǎn)過程監(jiān)控、車間級生產(chǎn)管理、車間底層設(shè)備及生產(chǎn)信息集成。（5）國際現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEC61158 根據(jù)現(xiàn)場總線技術(shù)概念，面對自動化行業(yè)千變?nèi)f化的現(xiàn)場儀表設(shè)備，要實現(xiàn)不同廠家不同種類產(chǎn)品的互連，現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作至關(guān)重要。A． IEC 61158目標(biāo)：IEC1158的目標(biāo)是制定面向整個工業(yè)自動化的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。IEC61158是要制定出一部滿足工業(yè)自動化五大行業(yè)不同應(yīng)用需求的現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于IEC 61158 （TS）只包含了Process Control部分，因此，IEC 61158 （TS）沒有通過投票，自動化行業(yè)期待了十多年的統(tǒng)一的現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的努力失敗。 自動化行業(yè)將面臨一個多種總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并存的現(xiàn)實世界。II、技術(shù)發(fā)展很大程度上受到市場規(guī)律、商業(yè)利益的制約；技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不單是一個技術(shù)規(guī)范，也是一個商業(yè)利益的妥協(xié)產(chǎn)物。因此，現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)之爭，給了以太網(wǎng)進入自動化領(lǐng)域一個難得的機會。望文生義可以理解為：“協(xié)議規(guī)范統(tǒng)一，信息透明存取”。3． 太網(wǎng)在自動化領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀目前，以太網(wǎng)工業(yè)在自動化領(lǐng)域已有不少成功應(yīng)用實例，主要集中在以下幾個方面：(1) 車間級生產(chǎn)信息集成：主要由專用生產(chǎn)設(shè)備、專用測試設(shè)備、條碼器、PC機及以太網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成；主要功能是完成車間級生產(chǎn)信息及產(chǎn)品質(zhì)量信息的管理。主要完成如ERP的信息系統(tǒng)。個別的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)：個別要求高可靠性和一定實時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；如水電廠的計算機監(jiān)控系統(tǒng)。在這個問題上，除去各公司利益代言人從公司市場利益出發(fā)的商業(yè)宣傳不算，就是自動化行業(yè)專家們也是智者見智，仁者見仁，看法不盡相同。4. 以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線技術(shù)的比較(1) 物理層現(xiàn)場總線A. 傳輸介質(zhì)：多數(shù)采用屏蔽雙絞電纜（RS485）、光纖、同軸電纜，以解決長線傳輸、數(shù)據(jù)傳輸速率和電磁干擾等問題。B. 插件：各種防護等級工業(yè)級的接插件。D. 編碼：異步 NRZ、位同步曼徹斯特編碼等。B. 插件：RJ4AUI、BNCC. 總線供電及本質(zhì)安全：無。E. 傳輸速率：10M、100M (2) 介質(zhì)訪問控制方式現(xiàn)場總線：現(xiàn)場總線的介質(zhì)訪問控制方式要滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的要求，即通信的實時性和確定性。目前現(xiàn)場總線技術(shù)采用的介質(zhì)訪問控制方式主要有：令牌、主從、生產(chǎn)者/客戶（producer/consumer） 以太網(wǎng)CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)是以太網(wǎng)（）采用的介質(zhì)訪問控制方式，如果不是這樣就不是以太網(wǎng)（）；比如采用令牌調(diào)度方式，應(yīng)是基于IEEE 。由于以太網(wǎng)與CSMA/CD具有對等的技術(shù)內(nèi)涵，可以說以太網(wǎng)不是傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)要求的實時性和確定性網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)報文中，除了有效傳輸數(shù)據(jù)之外，還有一些作為同步、地址、校驗等附加字段。通常報文格式如下:報文格式傳輸效率=有效數(shù)據(jù)長/[全部附加字段長+有效數(shù)據(jù)長]以太網(wǎng)全部附加字段長=26字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長=1500字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長=1字節(jié)（小于46時填0）最大傳輸效率=1500/（1500+26）=%最小傳輸效率=1/（1+26+45）=% 現(xiàn)場總線PROFIBUS全部附加字段長=11字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長=244字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長=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)場設(shè)備信息規(guī)范及功能規(guī)范 現(xiàn)場設(shè)備信息格式及功能描述規(guī)范稱為”行規(guī)”(Profile), 行規(guī)可有效實現(xiàn)各種現(xiàn)場設(shè)備應(yīng)用層互聯(lián)。(1) 改進物理層A. 傳輸介質(zhì)應(yīng)能提供多種工業(yè)級護套和鎧裝電纜、光纖等.B. 各種防護等級工業(yè)級的接插件。(2) 如何滿足實時性和確定性要求? 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。 如何進一步解決這個問題？無非有軟件為主和硬件為主的兩種思路；硬件方案是設(shè)計新型智能網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，希望不要一味走增加帶寬的老路；軟件解決方案是在一定帶寬資源基礎(chǔ)上，由軟件調(diào)度實現(xiàn)實時、確定性通信功能。(3) 成本：以太網(wǎng)進入現(xiàn)場層，單站點成本是必需考慮的因素；與目前現(xiàn)場總線（PROFIBUS、DeviceNet、ControlNet）產(chǎn)品競爭。以太網(wǎng)設(shè)計初衷是辦公網(wǎng)，用于數(shù)據(jù)處理。但技術(shù)發(fā)展受社會政治、經(jīng)濟影響，市場因素很大程度左右技術(shù)走向，回顧計算機發(fā)展歷史，這種先例不勝枚舉。在設(shè)備層，在沒有嚴(yán)格的時間要求條件下，以太網(wǎng)也可以有部分市場。（2） 一體化與多元化并存：面對這樣一個多種工業(yè)總線技術(shù)并存的現(xiàn)狀，我們應(yīng)該有一個豁達的心態(tài)。IEC61158的發(fā)展歷程就給了我們一個深刻的啟示，我們必須學(xué)會面對一個多種工業(yè)總線技術(shù)競爭和共存的現(xiàn)實世界。簡單地說，你的項目最適合使用什么技術(shù)就采用什么技術(shù)。B. 實時性, 確定性, 可靠性要求不高。（3）其它：根據(jù)技術(shù)要求，就事論事的選擇你的解