浅谈现场总线与工业以太网自然界中的传输介质探究
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，需要通过现场各类通讯方式接入不同设备、系统和产品，以便采集并上传大量数据。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，这两种通信方式对工厂自动化产生了巨大推动力。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
现场总线概念
现场总线是指安装在制造或过程区域的现场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。这是一个全数字双向多站通信系统，它连接最底层的现场智能仪表设备以及自动化系统，并遵循ISO/OSI开放系统互联参考模型中的全部或部分通信协议。
现场总线特点与应用
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体系的一部分。它基于ISO/OSI七层模型，但实际应用中会简化这一结构，以实现更低延迟、高速度以及实时性要求。在80年代末到90年代初期，由于计算机系统封闭性问题，一些企业希望通过综合掌握多点运行参数与信息来实现操作控制。但由于标准不统一，最终形成了IEC61158系列标准，其中包含了众多有代表性的现场总线，如FF、LONWORKS、HAPT、CAN等，每种都有其特定的应用范围。
二、工业以太网
工业以太网概念
以太网最初用于办公环境，其后根据IEEE 802.3实施标准化，现在指符合IEEE 802.3标准局域网(LAN)产品组。在没有考虑到工业环境需求的情况下，以太网逐渐被引入到了工厂设备中，形成了一套适用于行业环境下的“Industrial Ethernet”。
工业以太net特点与应用
工业以太网采用TCP/IP协议，与IEEE 802.3兼容，并加入特有协议进行通信。其优势在于能够满足各种控制级别要求，使得企业信息网络和控制网络可以无缝连接。此外，它具有快速开发支持广泛硬件升级成本较低等优点。在近年来，随着市场需求日益增长，对实时性要求更高的情况下，比如倍福（Beckhoff）的EtherCAT就出现了，它结合了高速数据传输能力以及精确时间同步功能，为复杂现实世界中的物联网提供了一套有效解决方案。
结语：
在未来，无论是哪一种类型的地面电缆或者光纤传输介质，都必须能够满足迅速增长的人口数量及城市扩张所带来的交通需求，以及对可持续能源解决方案越发关注的情境。而这也意味着，不仅要研究新的传输介质，还要思考如何让这些新型介质更加安全、高效且经济可行，从而促进社会整体经济发展，同时减少人类活动对自然界造成影响。这是一项充满挑战但又极具潜力的工作，因为它不仅关系到我们今后的生活质量，也关系到我们如何保护我们的地球母亲。