工业操控网络技术革新：以太网技能的崛起与挑战
工业自动化网络发展历程
随着信息技术的飞速进步和工业自动化对网络功能要求不断提升，工业控制网络承担的任务越来越重。与数据通信网络不同，工业控制领域需要一种高速、廉价、实时性好、开放性高且稳定性高的网络。以太网（Ethernet）技术支持几乎所有现行的网络协议，因此在数据通信中广泛应用，其优点包括传输速度快、能耗低、安装便捷、高兼容性和良好的开放性，以及能够支撑大量设备。
近年来，以太网逐渐进入了工业控制领域，为其带来了新的形态——工业以太网（Industrial Ethernet）。这种技术使得工业控制网络与企业信息系统之间实现无缝连接，形成了企业级管理一体化全面的开放型体系。
工业以太网技能特点
2.1 技术优势
(1) 以太网为全开放，全数字化的通信方式，可以方便不同厂商设备之间互联。
(2) 它可以实现工业控制网络与企业信息系统之间无缝集成，如图所示。
(3) 软硬件成本较低，因为以太网技能已经非常成熟，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。
(4) 通讯速率高，对于需求音频视频数据传输的情况下，以千兆甚至10Gbps等更高速率已被广泛应用。
(5) 可持续发展潜力大，在瞬息万变的信息时代，企业将依赖一个快速可靠通讯管理系统。
2.2 存在的问题
2.2.1 实时性问题：
对于实时反应要求严格，但由于CSMA/CD介质访问方法非实时，一旦出现冲突需重发数据，有可能影响到整个生产线停顿或安全事故发生。
2.3 解决机制：
交流式以太网解决负载过重导致拥塞问题，改善了通信效率。
应用层协议适应现场设备间实时通讯需求，不再是仅适用于一般计算机间通讯设计出的规范。
总结：
工控自动化以往主要依赖会集式DCS和现场总线系统，而现在正向着更为先进、高效的一体化方向发展。在此过程中，以太网作为核心技术，不断推动着工控自动化向前发展。不过，由于其存在一些挑战，如实时性不足等，这些都需要通过进一步研发来解决，使得工控自动化更加智能、高效，并满足未来对物联网、大数据等现代科技需求。
