现场总线和工业以太网有什么区别

一、引言

在工业自动化领域，通信技术的选择对于系统的性能、可靠性和成本有着至关重要的影响。现场总线和工业以太网是两种常用的通信技术，它们在工业自动化中扮演着不同的角色。本文将对这两种技术进行详细介绍，并探讨它们之间的区别。

二、现场总线概述

定义

现场总线（Fieldbus）是一种安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的串行、数字式、多点通信的数据总线。它以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。现场总线技术是实现现场级控制设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术，代表了工业现场级设备通信的数字化革命。

特点

现场总线具有简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点。它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。现场总线是一种工业数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络。

主要类型

现场总线包括多种类型，如PROFIBUS、EtherCAT、Lightbus、Interbus、CANopen、ControlNet、SERCOS interface、Ethernet、PROFINET等。每种总线都有其独特的特点和适用范围，用户可以根据具体需求选择合适的总线类型。

三、工业以太网概述

定义

工业以太网（Industrial Ethernet）是基于IEEE 802.3（Ethernet）的强大的区域和单元网络。它将以太网技术应用于工业自动化领域，提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。工业以太网不仅适用于办公室领域，还可以应用于生产和过程自动化。

特点

工业以太网具有高可靠性、高带宽、易扩展性、互通性强、管理方便和应用广泛等优点。它采用冗余机制和高可靠性的网络拓扑结构，能够保证数据传输的可靠性和稳定性。同时，工业以太网采用高速传输技术，能够提供高速的数据传输和处理能力，支持实时数据传输和高速控制。此外，工业以太网采用标准化的通信协议，不同设备之间能够互相通信和协同工作，提高了设备的互通性和兼容性。

网络构成

一个典型的工业以太网络环境包括网络部件、连接部件、通信介质以及PLC控制器和PG/PC上的工业以太网通讯处理器等。这些组件共同构成了工业以太网的基础设施，支持数据的传输和处理。

四、现场总线和工业以太网的区别

通信方式

现场总线采用总线结构，通过一条总线连接多个设备，实现设备之间的通信和数据交换。而工业以太网则采用星型、环型或者树型结构，通过交换机等设备连接多个设备，实现设备之间的通信和数据交换。

通信速率

现场总线通常采用串行通信方式，通信速率较低，一般为10Mbps以下。而工业以太网则采用并行通信方式，通信速率较高，一般为100Mbps或以上。这使得工业以太网在处理大量数据和高速控制方面具有优势。

实时性

现场总线通常具有良好的实时性，可以满足工业自动化领域的实时控制需求。而工业以太网在实时性方面相对较弱，需要采用特殊技术和协议来提高实时性。然而，随着技术的发展和协议的优化，工业以太网在实时性方面也在不断提高。

数据量

现场总线通常适用于数据量较小的场合，而工业以太网则适用于数据量较大的场合。在工业自动化系统中，随着数据量的不断增加和对实时性要求的提高，工业以太网的应用范围也在不断扩大。

拓扑结构

现场总线通常采用总线结构，拓扑结构较为简单。而工业以太网则采用星型、环型或者树型结构，拓扑结构较为复杂。这使得工业以太网在扩展和升级系统时更加方便和灵活。

五、结论

现场总线和工业以太网都是工业自动化领域中重要的通信技术。它们各有特点和优势，适用于不同的应用场景和需求。在选择通信技术时，需要根据具体的应用需求、系统规模、数据量以及实时性要求等因素进行综合考虑。随着技术的发展和应用的深入，现场总线和工业以太网将继续在工业自动化领域发挥重要作用。