1.  對工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用的分析

早期的工業(yè)控制系統(tǒng)發(fā)展中，由于工控協(xié)議、產(chǎn)品的專屬性，造成廠商產(chǎn)品不兼容、成本較高等原因從而阻滯了其快速發(fā)展。伴隨著企業(yè)本身對遍及全球的企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的需求、網(wǎng)絡(luò)速度增長、電子化網(wǎng)絡(luò)、降低成本、改善適應(yīng)性以應(yīng)對商業(yè)需求變化的需要等因素，包括：

l  對于某些企業(yè)而言，網(wǎng)絡(luò)控制、信息系統(tǒng)的重要性是不言而喻的，哪怕是片刻的網(wǎng)絡(luò)故障或中斷，但帶給企業(yè)的或許是災(zāi)難性的后果；

l  且工控網(wǎng)絡(luò)越來越龐大，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)越來越多；

l  工業(yè)以太網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境越來越多的工廠和辦公應(yīng)用的混合，出現(xiàn)很多工程應(yīng)用（如大型CAD文件、大型圖表文件、需要高帶寬的仿真軟件）等帶寬要求；

l  有些對于時間敏感的實(shí)時數(shù)據(jù)（包括今后整夜的批處理文件是無法接受的、過程控制要求7*24）需求等

企業(yè)對于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)提出新的要求和目標(biāo)，如何更好地滿足和適應(yīng)新的需求和發(fā)展，成為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)需要解決和改變的原因。

當(dāng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將眼光轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)時，主要是基于以下的考慮：

l  以太網(wǎng)是電子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中最廣泛的通信技術(shù)

l  標(biāo)準(zhǔn)化的通信-無縫的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施可以很好地和辦公網(wǎng)絡(luò)（最廣泛的辦公網(wǎng)絡(luò)）整合，將辦公網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到機(jī)器設(shè)備或傳感器，讓縱向整合成為可能

l  相比現(xiàn)場總線，具備更顯著的增長帶寬（比如Profibus DP 最高12M帶寬-以太網(wǎng)最高到10G）

l  開放式協(xié)議和平臺

l  大多數(shù)現(xiàn)場總線的廠商也發(fā)展了建立在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)上的自有協(xié)議：如Modbus/TCP, EtherNet/IP, ProfiNet, FF HSE, Powerlink

l  更多使用以太網(wǎng)協(xié)議的設(shè)備可供選擇，包括符合DIN規(guī)范的可以導(dǎo)軌安裝的以太網(wǎng)交換機(jī)等。

同時，工業(yè)以太網(wǎng)也符合未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，比如：將所有公司的操作系統(tǒng)都集成在一個單一的信息基礎(chǔ)中；管理系統(tǒng)可以得到最新的數(shù)據(jù)以便作出判斷決定和響應(yīng)時間；位于供應(yīng)鏈中心的制造商需要在線地獲得快速響應(yīng)、供應(yīng)商庫存的管理和電子商務(wù)等；用于分析、趨勢判斷和改進(jìn)的數(shù)據(jù)采集；嵌入式系統(tǒng)冗余等都推動了工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展。

工業(yè)以太網(wǎng)是指使用以太網(wǎng)協(xié)議進(jìn)行通信傳輸，控制工業(yè)環(huán)境中的自動設(shè)備和生產(chǎn)機(jī)械。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要與集中過程控制和制造執(zhí)行系統(tǒng)聯(lián)通。隨著以太網(wǎng)連接能力的日益增強(qiáng)，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）正成為兩個領(lǐng)域之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)方法。但是，與辦公網(wǎng)絡(luò)不同的，工業(yè)客戶面臨的環(huán)境是更加復(fù)雜的，這其中包括：

l  機(jī)械環(huán)境：碰撞、震動、抗拉強(qiáng)度、彎曲、韌性、擠壓、沖擊，要求系統(tǒng)具備侵入的防護(hù)等級、保護(hù)等級等

l  電磁噪聲：分別來自電機(jī)、電焊、變壓器、雷達(dá)、無線電等產(chǎn)生的電磁干擾/射頻干擾、電磁排放、電磁傳導(dǎo)、傳導(dǎo)輻射，我們可以舉一個簡單的事例說明，在EMC指令測試中的一項(xiàng)是EFT/B，即電快速瞬變脈沖群抗擾度測試，通常，電路中機(jī)械開關(guān)對電感性負(fù)載的切換，會對同一電路的其他電氣和電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，在辦公型網(wǎng)絡(luò)中，是不會考慮這類測試的，因?yàn)榭焖倜}沖群對設(shè)備造成損害的幾率不大，但是在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，卻很容易造成設(shè)備的誤動作，。EFT/B測試的目的就是測試對此類干擾的抗擾度。

l  極端嚴(yán)酷的環(huán)境：包括安裝和運(yùn)行的環(huán)境溫度，熱沖擊，抗紫外，污染和包含腐蝕性空氣或危險液體的化學(xué)環(huán)境，生產(chǎn)過程會高溫工序和非高溫間隔，遇到極限溫度等

下表列出了較為典型的工業(yè)環(huán)境供參考：

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