工业操控网络技术革新：以太网时代的到来与挑战
工业操控网络的发展历程
从传感器技能、通讯技能和计算机技能的结合，到工业自动化对信息技术要求的不断提升，工业控制网络承担着越来越重大的任务。与数据通信网络不同，工业控制领域需要一种高速、廉价、高实时性、开放性好、稳定性高和精确性的网络。以太网（Ethernet）技术支持几乎所有的网络协议，因此在数据通信网络中得到了广泛应用，其优势包括高速传输、高能效便于安装兼容性好以及支持设备多样。
近年来，以太网技术随着网络技术的进步和工业自动化对功能要求的提高逐渐进入了工业控制领域，为形成新的以太网控制网络技术奠定了基础。其开放性使得工业控制网络与企业信息系统无缝集成，具有不可比拟的优势。
工业以太网技术特点
2.1 技术优势
(1) 以太网为全开放，全数字化，这意味着不同厂商设备可以轻松连接。
(2) 它能够实现无缝连接工控及企业信息系统，从而构建企业级管控一体化全开放型局域网，如图所示。
(3) 软硬件成本低，因为以太网已经非常成熟，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择。
(4) 通信速率快，对于随着规模扩大和复杂程度提升而增长的人数需求，以千兆甚至10G以太网正在被广泛应用，其速度远超现场总线。
工业以太 网络存在的问题
5.1 实时性问题
在工控系统中实时可定义为对某事件反应时间可测量。这意味着在某事件发生后，系统必须在一个预知范围内做出响应。但是，对于数据传递来说，在数十毫秒内更新是非常严格的一项要求。而由于以太网采用CSMA/CD介质访问方法，它实际上是非实时操作，当发生冲突时就要重发数据，最多尝试16次以上。这导致解决冲突的手段牺牲了时间。而且，一旦出现断线，即使只是一两秒钟，也可能导致整个生产停止乃至人身安全事故。这种方法难以为满足工控领域对于实时性的需求；这也是以太網技術進入工控領域的一個技術瓶頸。
5.2 适应性与可靠性：
虽然最初设计的是面向办公室环境，但并非针对工场条件规划。当将其应用于工業现场時面臨嚴峻環境問題如干扰等，這些都會降低它們之間互聯網絡之間相對應於工業實際情況下之適應能力與可靠度。此外，在實際工業生產環境中，因為網絡需要具備良好的穩定性能，可恢復性能以及維護性能，即確保任何一個部份發生故障時，不會導致整個系統崩潰或瘫痪。
5.3 工業自動化應用層協議：
現今資訊網路中的應用層協議並不適用於工業過程監控范圍內設備之間即時通訊，因此還需界說一致標準規範。
5.4 實質安全與網絡安全：
如果將Industrial Ethernet應用于易燃易爆危險作業場所，就必須考慮實質安全問題。此外，由於使用TCP/IP協議，它也可能受到病毒、黑客攻擊等不法侵入與操作威脅。
