浅谈现场总线技术特点自然界中的工业以太网应用
在工业4.0的浪潮中，通信技术的飞速发展为企业实现智能化和自动化提供了强大的工具。尤其是在工业互联网的技术架构中，通过车间现场各类通讯方式接入不同设备、系统和产品，以便采集并上传海量数据。目前，在工控领域，车间现场应用最广泛的是工业以太网技术和工业现场总线技术，这两种技术共同推动了工厂自动化。
本文将探讨工业底层设备使用的两种通讯方式：现场总线与工业以太网。
一、现场总线
现场总线概述
现场总线是指连接制造或过程区域的数字式、串行、多点通信网络，它们位于自动化领域中的底层数据通信网络。这些网络连接最底层的现场设备以及自动化系统，全数字双向多站通信系统。它采用数字通信替代传统模拟信号及普通开关量信号，并遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型。
现场总线特性与应用
根据工厂信息网络分层结构，现场总线位于生产控制和网络机构底层，是工厂信息纵向集成透明通信。在实际应用中，ISO模型只是一个参考，不同类型协议栈有较大区别，以实现更低延迟速度，同时保持实时特性。目前已出现许多代表性的标准，如基金会FF、LONWORKS、HAPT等，每种标准都有其特定的应用范围，但由于繁多且不统一，最终形成了IEC61158标准。
二、工业以太网
工业以太网概念
随着对标准化制定挑战，以及人们寻求新的通讯解决方案之需，以太网技术成为一种选择。这是一种符合IEEE 802.3局域网（LAN）产品组标准的一种技术，因其简单性、高度开放性和价格优势，在办公室环境中非常流行。
工业以太网特性与应用
最初设计用于办公自动化，其后被引入到适应于工厂环境条件下工作的情况下，被称作“Industrial Ethernet”。这涉及到TCP/IP协议，以及IEEE 802.3兼容，并在上面加入其他专门用途协议。此外，由于支持高度开放，可以很容易地实现不同供应商设备之间的互连，使得企业能够建立无缝整合的事务处理基础设施。
这种情况使得成本降低，因为可以利用现有的硬件平台，同时也允许从事软件开发的人员利用熟悉的编程语言来开发他们自己的逻辑程序。此外，该方法还提高了性能，因为它支持高带宽传输能力，而不是依赖单个物理端口。
当前市场上已经有一些比较受欢迎的实时 Industrial Ethernet 标准，比如西门子的PROFINET, 横河Yokogawa 的VNET/IP, 倍福(Belden) 的EtherCAT, 东芝Toshiba 的TCnet等等。