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一、引言
工業(yè)以太網是應用于工業(yè)控制領域的以太網技術，在技術上與商用以太網(即IEEE802.3標準)兼容。產品設計時，在材質的選用、產品的強度、適用性以及實時性、可互操作性、可靠性、抗干擾性、本質安全性等方面能滿足工業(yè)現場的需要。
Ethernet過去被認為是一種“非確定性”的網絡，作為信息技術的基礎，是為IT領域應用而開發(fā)的，在工業(yè)控制領域只能得到有限應用，這是由于：
Ethernet的介質訪問控制(MAC)層協議采用帶碰撞檢測的載波偵聽多址訪問(CSMA/CD)方式，當網絡負荷較重時，網絡的確定性不能滿足工業(yè)控制的實時性要求;
Ethernet所用的接插件、集線器、交換機和電纜等是為辦公室應用而設計的，不符合工業(yè)現場惡劣環(huán)境要求;
在工廠環(huán)境中，Ethernet抗干擾(EMI)性能較差，若用于危險場合，以太網不具備本質安全性能;
Ether-net不能通過信號線向現場設備供電問題。
隨著互聯網技術的發(fā)展與普及推廣，Ethernet傳輸速率的提高和Ethernet交換技術的發(fā)展，上述問題在工業(yè)以太網中正在迅速得到解決。
二、Ethernet應用于工業(yè)現場的關鍵技術
(一)通信確定性與實時性
工業(yè)控制網絡不同于普通數據網絡的最大特點在于它必須滿足控制作用對實時性的要求，即信號傳輸要足夠快和滿足信號的確定性。實時控制往往要求對某些變量 的數據準確定時刷新。由于Ethernet采用CSMA/CD方式，網絡負荷較大時，網絡傳輸的不確定性不能滿足工業(yè)控制的實時要求，故傳統以太網技術難 以滿足控制系統要求準確定時通信的實時性要求，一直被視為“非確定性”的網絡。
工業(yè)以太網采取了以下措施使得該問題基本得到解決：
采用快速以太網加大網絡帶寬
Ethernet的通信速率從10、100Mb/s增大到如今的1、10Gb/s。在數據吞吐量相同的情況下，通信速率的提高意味著網絡負荷的減輕和網絡傳輸延時的減小，即網絡碰撞機率大大下降，從而提高其實時性。
采用全雙工交換式以太網
用交換技術替代原有的總線型CSMA/CD技術，避免了由于多個站點共享并競爭信道導致發(fā)生的碰撞，減少了信道帶寬的浪費，同時還可以實現全雙工通信，提高信道的利用率。
降低網絡負載
工業(yè)控制網絡與商業(yè)控制網絡不同，每個結點傳送的實時數據量很少，一般為幾個位或幾個字節(jié)，而且突發(fā)性的大量數據傳輸也很少發(fā)生，因此可以通過限制網段站點數目，降低網絡流量，進一步提高網絡傳輸的實時性。
4.應用報文優(yōu)先級技術
在智能交換機或集線器中，通過設計報文的優(yōu)先級來提高傳輸的實時性。
(二)安全性
在工業(yè)生產過程中，很多現場不可避免地存在易燃、易爆或有毒氣體等，對應用于這些工業(yè)現場的智能裝置以及通信設備，都必須采取一定的防爆技術措施來保證工業(yè)現場的安全生產。
在目前技術條件下，對以太網系統采用隔爆、防爆的措施比較可行，即通過對Ethernet現場設備采取增安、氣密、澆封等隔爆措施，使現場設備本身的故 障產生的點火能量不外泄，以保證系統運行的安全性。對于沒有嚴格的本安要求的非危險場合，則可以不考慮復雜的防爆措施。
工業(yè)系統的網絡安全是工業(yè)以太網應用必須考慮的另一個安全性問題。工業(yè)以太網可以將企業(yè)傳統的三層網絡系統，即信息管理層、過程監(jiān)控層、現場設備層，合成一體，使數據的傳輸速率更快、實時性更高，并可與Internet無縫集成，實現數據的共享，提高工廠的運作效率。
但同時也引人了一系列的網絡安全向題，工業(yè)網絡可能會受到包括病毒感染、黑客的非法入侵與非法操作等網絡安全威脅。
一般情況下，可以采用網關或防火墻等對工業(yè)網絡與外部網絡進行隔離，還可以通過權限控制、數據加密等多種安全機制加強網絡的安全管理。
