物品在工业现场的数字化转型探究以太网工业以太网与现场总线的选择
在工业现场，物品的数字化转型正成为一种趋势，以太网和工业以太网作为关键技术，不仅支持了现代社会的各种设备之间的通信，也为物品间的数据交换提供了强有力的支撑。今天，我们将深入探讨这两种技术，以及它们在不同环境下的应用。
首先，让我们来了解一下以太网。这项技术最早出现于1970年代，并根据IEEE802.3标准得到了规范。以太网是指符合这个标准的局域网络（LAN）产品组，它定义了电气与电子工程师协会（IEEE）的一套关于有线以太网媒体访问控制物理层和数据链路层的规则。这些规则决定了如何配置以太网网络以及各个网络元件如何协同工作。
以太网不仅支持多台计算机通过一个网络连接，而且是全球范围内最受欢迎、使用广泛的网络技术之一。它通过一条电缆，将多台设备连接起来，使得所有计算机能够彼此通信。在使用时，数据被分割成更短的小块或帧，每个帧都包含特定的信息，如源和目的地等。
除了基本概念外，还有几个相关术语需要提及：介质，即双绞线对或光缆；段，是单个共享介质；节点，是连接段设备的地方。而标准以太网传输速度通常在10Mbps到100Mbps之间，千兆以太网代表1Gbps传输速率，这最初主要用于主干网络，但随后逐渐适用于桌面设备和PC。
然而，以太网并非适合所有场景。在工业环境中，由于温度变化、振动以及其他潜在干扰噪声，需要更加稳定可靠的连接器、电缆以及更高确定性。此时，就要考虑到工业以太網（Industrial Ethernet）。
工业以 太 网采用专用协议，如PROFINET®、EtherNet/IP®、EtherCAT®、SERCOSIII以及POWERLINK®来获得更高确定性，而且常用的传输速率是在10Mbps至1Gbps之间，其中100Mbps尤其流行。此外，在工厂车间中的制造设备受到极端条件影响，因此需要更多考量，比如图1所示。
为了确保正确发送接收制造数据，以及按需执行操作，工业协议会修改标准协议。例如，在瓶子灌装厂里，当瓶子装满时，可以通过网络发送停止灌装命令，如图2所示，从而避免生产过程中的错误导致时间浪费或损失产品质量。
最后，对于办公室环境中较轻松处理的问题，无疑可以依赖简单的事务管理系统。但对于严苛要求、高风险操作及实时任务密集型系统，则必须选择具有高度确定性的解决方案——即Industrial Ethernet。这类系统不仅能应对突发事件，更重要的是，它们可以保证每一次通信都准确无误，从而最大限度地降低生产成本并提高效率。
