【操作要求】

1.工業生產環境的高溫、潮濕、空氣污濁以及腐蝕性氣體的存在，要求工業級的產品具有氣候環境適應性，并要求耐腐蝕、防塵和防水。

2.工業生產現場的粉塵、易燃易爆和有毒性氣體的存在，需要采取防爆措施保證安全生產。

3.工業生產現場的振動、電磁干擾大，工業控制網絡必須具有機械環境適應性（如耐振動、耐沖擊）、電磁環境適應性或電磁兼容性（EMC）等。

4.工業網絡器件的供電，通常是采用柜內低壓直流電源標準，大多的工業環境中控制柜內所需電源為低壓24V直流。

5.采用標準導軌安裝，安裝方便，適用于工業環境安裝的要求，工業網絡器件要能方便地安裝在工業現場控制柜內，并容易更換。

【主要標準】

工業以太網是按照工業控制的要求，發展適當的應用層和用戶層協議，使以太網和TCP/IP技術真正應用到控制層，延伸到現場層，而在信息層又盡可能采用IT行業一切有效而又最新的成果，因此，工業以太網與以太網在工業中的應用全然不是同一個概念。

1.IDA的通信結構和通信協議

DA是一種完全建立在以太網基礎上的工業以太網規范，將一種實時的基于WEB的分布自動化環境與集中的安全體系結構加以結合，目標是創立一個基于TCP/IP的分散自動化的解決方案。

2.Ethernet/IP的通信結構和通信協議

ODVA除了擁有DviceNET和ControlNet，還控制另一個總線EtherNet/IP，它把處于應用層和用戶層的DeviceNet和ControlNet的目標庫CIP（包含了所有經典的PLC運算），與以太網物理介質捆綁在一起。

3.PROFlnet的通信結構和通信協議

如圖，它的數據鏈路層采用了旨在減小處理通信棧所需時間的一種傳輸協議，從而極大地縮短了網絡的刷新時間，確保刷新時間在5~10MS。實時通道除了可進行循環傳輸外，還可完成非循環（事件觸發、過程數據修改、操作指令下達等）傳輸。同時還要加入網絡管理、WEB功能，以及直接集成I/O設備等。

4.HSE的通信結構和通信協議

美國的FF（現場總線基金會）采用高速以太網開發的FCS系統控制級以上通信網絡的主干網，控制級以下仍使用H1現場總線，構成信息集成開放的體系結構，HSE遵循標準的以太網規范。FF在去規范中規定了21中功能塊，供基本過程控制和先進過程控制使用。這些標準功能塊駐留與HSE相連的現場設備中，只要通過組態就予以鏈接。為進行復雜的批處理和混合控制等應用，FF還規定了柔性功能塊，支持數據采集的監控、子系統接口、事件順序、多路數據采集，并可用作與PLC和其他協議通信的網間連接器，所以我們可得出這樣一個結論：HSE工業以太網為連續的過程控制工業和斷續的制造業所需的連續實時控制提供了各種的解決方案，它為連續過程控制系統、斷續制造的控制系統、批量控制系統以及MES、ERP等企業信息管理系統的集成，提供了一種相當成熟的工業以太網的標準協議。

【應用于工業控制需要解決的問題】

工業以太網，一般來講技術上與商業以太網兼容，但在產品設計時，在實時性、可靠性、環境的適應性等方面能滿足工業現場的需要，是一種典型的工業通信網絡。與商用以太網相比，工業以太網在以下方面具有特殊要求：

1.要求有高實時性與良好的時間確定性

2.傳送信息多為短幀信息，且信息交換頻繁

3.容錯能力強，可靠性、安全性好

4.控制網絡結構具有高度分散性

5.控制網絡協議簡單實用，工作效率高

6.控制設備的智能化與控制功能的自治性

7.與信息網絡之間有高效率的通信，易于實現與信息網絡的集成

8.設備的可靠性與環境適應性

9.遠距離傳輸

10.總線供電

11.網絡安全性

12.互操作性

【優勢】

1.應用廣泛

以太網是目前應用最為廣泛的計算機網絡技術，收到廣泛的技術支持，最典型的的以太網應用形式如：Ethernet+TCP/IP+web。幾乎所有的編程語言都支持Ethernet的應用開發。

2.成本低廉

由于以太網的應用最為廣泛，因此收到硬件開發商與生產廠商的高度重視與廣泛支持，有很多硬件產品供用戶選擇，而且由于應用廣泛，硬件價格也相對低廉。

3.通信速率高

目前以太網的通信速率為10M、100M的快速以太網也開始廣泛應用，1000M以太網技術也逐漸成熟，10G以太網也正在研究，其通信速率比目前的現場總線快得多。

4.軟硬件資源豐富

以太網已應用多年，人們對以太網的設計、應用等多方面有很多的經驗，對其技術也十分熟悉。大量的軟件資源和設計經驗可以顯著降低系統開發和培訓費用，從而可以顯著降低系統的整體成本，并大大加快系統開發和推廣速度。

5.可持續發展能力強

由于以太網的廣泛應用，它的反戰一直得到廣泛的重視和大量的技術投入，形成全球性的技術支持，并且在當前信息瞬息萬變的時代，企業的生存與發展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信網絡管理，信息技術與通信技術的發展將更加迅速，也更加成熟，由此保證了以太網技術不斷地持續向前發展。

6.易于實現管控一體化

易于實現控制網絡與信息網絡的無縫集成，建立統一的企業網絡，可實現嵌入式控制器，智能現場測控儀表和傳感器等方便地接入以太網絡，直至與Internet相連。