2007年12月，IEC出版了IEC61158現(xiàn)場(chǎng)總線第四版國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，包括EPA實(shí)時(shí)以太網(wǎng)在內(nèi)的9種類型的工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)入新版標(biāo)準(zhǔn)。它標(biāo)志著工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)成為與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)并列的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信解決方案。由于以太網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開放性好，應(yīng)用廣泛，使用透明、統(tǒng)一的通訊協(xié)議，以太網(wǎng)將成為工業(yè)控制領(lǐng)域唯一的統(tǒng)一通信標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)以太網(wǎng)為機(jī)器與機(jī)器之間的數(shù)據(jù)通信提供了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是未來物聯(lián)網(wǎng)的重要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。工業(yè)以太網(wǎng)與商業(yè)以太網(wǎng)都符合OSI模型，但針對(duì)工業(yè)控制實(shí)時(shí)性、高可靠性的要求，工業(yè)以太網(wǎng)在鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層增加了不同的功能模塊，在物理層增加了電磁兼容性設(shè)計(jì)，解決了通信實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)安全性、抗強(qiáng)電磁干擾等技術(shù)問題。目前工業(yè)以太網(wǎng)已逐步應(yīng)用于電力、交通、冶金、煤炭、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域中。作為新興產(chǎn)業(yè)，全球工業(yè)以太網(wǎng)行業(yè)目前正處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的導(dǎo)入期，最近十年的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)高于互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線的增長(zhǎng)速度。

    此外，工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用還有著下面一些問題需要我們注意：

    布線問題

    和所有網(wǎng)絡(luò)一樣，電纜的優(yōu)劣直接影響工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)劣。而且除了高電磁干擾(EMI)，工業(yè)環(huán)境中還經(jīng)常有某種等級(jí)的溫度、粉塵、濕度以及其他在家庭和辦公環(huán)境中不常見的影響因素。

    所以，如何選擇電纜？在辦公室內(nèi)，商業(yè)等級(jí)的電纜，例如5類電纜，比較適合于10MB的網(wǎng)絡(luò)，而5e類電纜適合于100MB網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)ANSI/TIA-1005標(biāo)準(zhǔn)所述，6類電纜或者更好的電纜可以用于工業(yè)環(huán)境中的主機(jī)或者設(shè)備連接。6類電纜能夠在100米的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)1GB網(wǎng)絡(luò)，55米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)10GB網(wǎng)絡(luò)。6e類電纜可以在100米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)10GB網(wǎng)絡(luò)。

    相比于5類電纜和5e類電纜，6類電纜不易受串?dāng)_和外部EMI噪聲影響。工業(yè)以太網(wǎng)電纜的設(shè)計(jì)能夠抵御更加嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境對(duì)電纜的物理侵蝕。在安裝6類電纜時(shí)，確保RJ45接口和插座也能夠達(dá)到6類等級(jí)。最好的使用方法是，短距離布線時(shí)，使用預(yù)先做好的接插電纜，并在工廠內(nèi)安裝連接器。長(zhǎng)距離布線時(shí)使用插座。

    電纜、屏蔽、接地回路

    一些應(yīng)用場(chǎng)合需要做屏蔽，但是如果屏蔽電纜安裝不當(dāng)，那么會(huì)適得其反。

    當(dāng)超出保護(hù)套管時(shí)，屏蔽以太網(wǎng)電纜在EMI環(huán)境中的性能更好。良好的接地是使用屏蔽電纜的關(guān)鍵。一個(gè)接地參考點(diǎn)是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。多個(gè)接地連接會(huì)形成接地回路，不同接地連接處電勢(shì)的不同會(huì)在電纜中引入噪聲。

    接地回路會(huì)給你的網(wǎng)絡(luò)帶來巨大的破壞，為了解決這個(gè)問題，只在電纜的一端使用接地RJ45接口，另一端使用絕緣的RJ45接口以消除接地回路的可能性。

    如果以太網(wǎng)電纜與電源電纜交叉布線，那么交叉角度頗有講究。將并列的以太網(wǎng)電纜和電源電纜相隔至少8到12英寸，如果電壓較高或者并列距離較長(zhǎng)，那么這個(gè)間隔距離應(yīng)該更大。如果以太網(wǎng)電纜在金屬溝槽或者套管內(nèi)走線，那么相鄰的溝槽或者套管必須連接在一起以實(shí)現(xiàn)電氣連續(xù)性。

    大體來講，以太網(wǎng)電纜盡量遠(yuǎn)離能夠產(chǎn)生EMI的設(shè)備，例如電機(jī)、電機(jī)控制設(shè)備、照明設(shè)備、帶電導(dǎo)體等。在面板上，以太網(wǎng)電纜與連接器間隔至少2英寸。當(dāng)電纜遠(yuǎn)離EMI干擾源時(shí)，遵循推薦的電纜彎曲半徑。

    交換機(jī)VS集線器

    簡(jiǎn)單地說，工業(yè)以太網(wǎng)環(huán)境中不要使用集線器。集線器只不過是一個(gè)多端口的中繼器。如果集線器被排除在外的話，剩下的選擇就只有管理型交換機(jī)和非管理型交換機(jī)了。管理型的交換機(jī)更好，當(dāng)然它的價(jià)格也比非管理型的交換機(jī)要貴。

    網(wǎng)絡(luò)上的每一臺(tái)設(shè)備都有一個(gè)獨(dú)一無二的標(biāo)識(shí)符，就是我們所說的MAC地址，這是交換機(jī)比集線器具有更優(yōu)秀的識(shí)別能力的關(guān)鍵。當(dāng)交換機(jī)剛剛上電的時(shí)候，它最初的表現(xiàn)和集線器沒有區(qū)別，將所有的通訊內(nèi)容都廣播出去，但隨著網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備將信息在交換機(jī)的不同端口上傳輸，交換機(jī)開始監(jiān)控通訊內(nèi)容，識(shí)別出哪一個(gè)MAC地址與哪一個(gè)端口相關(guān)，然后在MAC地址表中做出標(biāo)識(shí)。一旦交換機(jī)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的MAC地址與某個(gè)特定的端口相連接，它就會(huì)監(jiān)控指向那個(gè)MAC地址的信息，然后將這些信息僅僅發(fā)送給那個(gè)特定的地址。