数据驱动：浅析现场总线与工业以太网技术

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有力的支持。尤其是在工业互联网的建设过程中，需要通过车间现场各类通讯方式接入不同设备、系统和产品，以实现数据采集和上传。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，这两种通信方式对于工厂自动化的推进具有重要意义。本文将深入探讨这些底层设备之间的通讯方式，即现场总线与工业以太网。

一、浅谈现场总线

现场总线概念

现场总线是指连接制造或过程区域内装置与控制室内自动装置之间的数字式、串行多点通信网络，是工控领域中的基础数据通信网络。它不仅能够满足生产控制系统对实时性要求，还能进行远程监控管理，为用户提供了一个统一、高效、可靠的数据传输手段。

现场总线特点与应用

由于原先存在于20世纪末到21世纪初期，由于当时计算机系统封闭且互联互通性的缺失，对于信息共享需求较大，因此出现了一系列基于ISO/OSI开放系统互联参考模型（Open System Interconnect 简称OSI）的标准，如基金会字段bus（Fieldbus）、LONWORKS等。此外还有HART协议（Highway Addressable Remote Transducer）用于智能仪表及其他低成本设备之间无缝沟通；CAN协议用于汽车电子以及其他需要高速实时通信的情境；Devicenet协议专为PLC和DVR设计，主要应用于生产环境中。

三、探索工业以太网

工业以太网概念

以太网最初是为办公自动化而设计，但随着时间发展，它逐渐适应到了更严苛条件下如工业环境中的使用。在这方面，与商用以太网不同的“Industrial Ethernet”被提出，其特点是可以在恶劣环境下保持稳定运行，并且具备更高级别的一些安全功能来保护关键设施免受攻击。

工业以太网特点与应用

随着TCP/IP协议栈在全球范围内普及，以及IEEE 802.3标准下的快速乙方网络迅速成熟，“Industrial Ethernet”的诞生使得复杂结构的大规模网络部署成为可能。这也意味着现有的IT基础设施可以轻松地扩展到OT领域，使得企业级管控一体化成为可能。

它拥有以下优越之处：

全开放性：任何厂家的设备只要遵循同样的TCP/IP协议，可以相互兼容。

高速率：10M,100M,千兆甚至10Gbps速度都已经成为可能，为现代复杂操作提供了足够快捷的地带。

易维护性：因为大量商家支持，以致软硬件资源丰富，可以根据实际需求选择合适产品。

安全性：随着安全意识提升， Industrial Ethernet开始引入加密算法等措施来保障信息安全。

结论：

当前市场上已有一些成功案例显示出为了提高效率减少成本，同时确保质量保证，而采用混合解决方案结合以上提到的各种优势，其中包括但不限于Profinet Siemens, VNET/IP Yokogawa, EtherCAT Beckhoff等。未来，我们预计这种趋势将继续延续，因为它们允许组织灵活地构建并扩展他们的自动化基础设施，从而支持不断增长的人口数量及其对高效能源利用所需。