现场总线应用大师一探究竟轻松掌握
在工业4.0的浪潮中，各种通信技术的迅猛发展为企业实现智能化和自动化提供了强有力的支持。尤其是在工业互联网的构架中，通过车间现场各类通讯方式接入不同设备、系统和产品，采集并上传大量数据至今仍是关键。在工控领域，现场总线和工业以太网技术因其卓越性能而被广泛应用，为工厂自动化带来了巨大的推动力。本文将深入探讨两种底层通信方式：现场总线与工业以太网。
一、现场总线
现场总线定义
现场总线是一种数字式、串行、多点通信的数据传输网络，它连接最底层的设备与控制室内自动装置。作为自动化领域中的基础设施，它遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型，并采用全数字双向多站通信协议。
现场总线特性与应用
随着生产规模扩大，对于远程I/O数据传输以及产线内部设备之间信息交换需求日益增长。尽管当时计算机系统存在封闭性问题，但随着技术进步及实际应用需求，一系列具有代表性的现场总林技术逐渐出现，如FF、LONWORKS等，每种标准都有其独特之处但缺乏统一标准。
为了解决这一问题，最终形成了IEC61158标准，这些不同的协议栈简化了ISO/OSI七层模型，以实现更低延迟、高速度及实时性。
二、工业以太网
工业以太网概念
以太网最初为办公环境设计，其后因考虑到商用市场需求而成熟。但在对抗恶劣工厂环境需要进一步改进才适用于工厂控制。这就是为什么我们今天看到的是“工业以太网”，它结合了TCP/IP协议，与IEEE 802.3兼容，同时加入特有的应用层协议来满足特殊要求。
工业以太网优势与应用
工业以太网因其开放性好、成本低廉以及快速率得到了广泛认可：
全部开放，全数字无缝连接不同品牌设备。
实现无缝连接企业级管控网络，使信息流畅。
软硬件成本较低，由于成熟度高，有丰富选择。
通信速率显著高于传统现场总线，如10M,100M,千兆甚至十亿位带宽正在研究中。
目前，诸如PROFINET(西门子)、VNET/IP(横河Yokogawa)、EtherCAT(倍福)、TCnet(东芝Toshiba)等实时型Industrial Ethernet（IE）已成为行业主流。此外还有Modbus-IDA(施耐德)、Powerlink(贝加莱)等其他重要类型也在不断发展。