浅论工业以太网技术
摘要：工业以太网控制系统是集散控制系统（DCS ）和现场总线控制系统（FCS ）之后产生的一种新型的工业控制系统，本文介绍了工业以太网的产生并分析了其发展现状和特点，简单总结了几种较新的工业以太网协议标准，同时展望工业以太网的发展前景。
关键词：以太网; 工业以太网; 协议标准; 工业以太网的发展及其技术特点
引 言
传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础。随着IT 技术的飞速发展和工业自动化要求的不断提高，工业控制网络所负担的工作越来越重。与数据信息网络不同，工业控制领域需要一种高速廉价、实时性和开放性好、稳定性和准确性高的网络。工业控制网络作为一种直接面向生产过程的特殊网络，肩负着工业生产一线的测量与控制信息传输的任务，它通常应满足强实时性、高可靠性、恶劣的工业现场环境适应性等特殊要求。它的发展经历了DCS 、FCS 、工业以太网等几个阶段。DCS 是工业控制系统的第一代主力军。随后，FCS 取而代之，开创了工业控制网络发展的新局面。FCS 的具有较高的可靠性、实时性和抗干扰能力，并且结构简单、易于维护、节省设备投资，这些使它在工业领域得到了广泛应用。但是由于FCS 协议种类繁多，实现兼容与互操作十分困难。
于是现场总线开始转向以太网以太网（Ethernet ）技术支持几乎所有的网络协议，所以在数据信息网络中得到广泛应用，具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高和支持设备多等多方面的优势，以太网在工业企业信息化系统中的管理层、监控层得到了广泛应用，以太网直接向下延伸应用于工业测控系统的现场设备层网络，成为工业控制网络发展的必然趋势。
工业以太网的特点
工业以太网的优势
工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网兼容，但在产品设计时，在实时性、可靠性、环境的适应性等方面能满足工业现场的需要，是一种典型的工业通信网络。以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势, 由于它支持几乎所有流行的网络协议, 所以在商业系统中被广泛采用。近些年来, 随着网络技术的发展, 以太网进入了控制领域, 形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展, 开放的、透明的通讯协议是必然的要求。它的优势如下：
1Ethernet 是全开放、全数字化的网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联;
2以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络; 3软硬件成本低廉，由于以太网技术已经非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择;
4 应用广泛。工业以太网因其性价比较高而倍受关注，得到广泛的技术支持，最典型的应用技术是Ethernet+TCP/IP+Web.它被所有的编程语言所支持，软硬件资源丰富，易与Internet 连接实现办公自动化网络与工业控制网络的无缝集成。
5 工业级电源和总线供电技术。工业级电源输出功率大，滤波功能完善，抗干扰能力强，电源采用冗余结构，可靠性高；采用总线供电技术减少了网络线缆，降低了安装复杂性和投入资金，以提高了网
络和设备的易维护性。
6 传输速率快。目前，工业以太网的速率是10Mbit/s，100Mbit/s的快速以太网也开始广泛应用，1000Mbit/s 工业以太网技术逐渐成熟，10GMbit/s 的工业以太网正在研究。在数据吞吐量相同的情况
[3]下，通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小，这意味着网络碰撞机率大大下降。
7 实时性。现行工业以太网采用了全双工通信、交换机技术。另外同步分散实时时钟协议以及高速通道协议等新技术的应用，也使实时性问题得到很好的解决。
8 工业适应性更强。工业控制系统在设计时，提高了设备外壳的可靠性；添加了速度更高的网络组态算法；采用智能管理系统对现场设备进行在线监视和诊断、维护管理；并在主干网络采用光纤通信以提高网络的抗干扰能力和可靠性。
9 网络安全性。采用两级防火墙机制，分别屏蔽外部和内部网络的非法访问。还通过用户密码、数据加密、等多种安全机制加强网络的安全管理。目前市场上也有很多针对工业自动化控制网络安全的成熟软件，如PROFIsafe 、CIPSafety 等。
10 本质安全。通过对以太网现场设备采取增安、气密、浇封等防爆措施使设备发生故障时产生的
[2]电火能量不会外泄, 并尽量采用低功耗的现场设备和交换机来保障系统使用的安全性。
11 功能扩展性好。目前的工业以太网支持网络的视频传输，人机界面（HMI ）以及触摸屏都得到了及时应用。随着科技的进步，工业以太网还将添加更多的应用。 [2]
工业以太网存在的问题
1实时性问题：以太网采用的CSMA/CD的介质访问控制方式，其本质上是非实时的。一条总线上挂多个节点平等竞争总线，等待总线空闲。这种方式很难满足工业控制领域对实时性的要求。这也是以太网技术进入工控领域的技术瓶颈;
2对工业环境的适应性与可靠性：以太网是按办公环境设计的，需要使抗干扰能力、外观设计等符合工业现场的要求。
3本质安全和网络安全：工业以太网如果用在易燃易爆的危险工作场所，必须考虑本质安全问题。另外，工业以太网由于使用了TCP/IP协议，因此可能会受到包括病毒、黑客的非法入侵与非法操作等网络安全威胁。
4 QOS（Quality of Service）问题:随着技术的进步, 在工厂控制底层的信号已不局限在单纯的数字和模拟量上, 而是包括Audio 及低分辨的Video 信号, 网络应能根据不同用户需求及不同的内容适度地保证实时性的要求。
5 现行的工业以太网缺乏一个通用应用层工业标准。以太网实际上只是一个物理层协议，并没有规定统一的对话层和应用层协议。这实际上降低了设备的互操作性, 且大大减小了客户选择的余地。
6 缺乏安全运行模式。工业以太网一旦遭到破坏，正常的生产控制以及情报安全就可能受到严重的破坏。在工业以太网中应事先设置网络安全运行模式，在网络出现严重问题并在可允许的恢复时间内，最基本的控制过程能被有效隔离，使之处于安全生产运行模式。
7 “一网到底”仍无法实现。在工业网络与企业网络之间、有线网络和无线网络之间，多种标准使用户“一网到底”的愿望无法实现。实时域与非实时域的隔离的技术已经有了，现在急需的的就是制定唯一的网络标准。因工业以太网还在完善，实际应用中将它同现场总线相结合，多年未果的总线之争不得不让我们更加担心工业以太网的标准统一问题。
工业以太网协议
为满足工业现场日益增长的需求，工业以太网一路完善，逐渐向多元化发展。目前工业以太网的旗下已经出现了快速以太网以及实时以太网等新型网络。下面我们将介绍几种相关的新型网络协议。
HSE(High Speed Ethernet，高速以太网)
现场总线基金会明确将HSE 定位成实现控制网络与互联网Internet 的集成。HSE 链接设备将H1网段信息传送到以太网的主干上并送到企业的ERP 和管理系统，操作员在主控室可直接使用网络浏览器查看现场运行情况，现场设备也可以从网络获得控制信息。HSE 在低四层直接采用Ethernet+TCP/IP，在应用层和用户层直接采用FF H1的应用层服务和功能块应用进程规范，并通过链接设备将FF H1网络连接到HSE 网段上。HSE 链接设备同时具有网桥和网关的功能，它的网桥功能能用来连接多个H1总线网段，使不同H1网段上的H1设备之间能够进行对等通信而无需主机系统的干预。HSE 主机可以与所有的链接设备和链接设备上挂接的H1设备进行通信，使操作数据能传送到远程的现场设备，并接收来自现场设备的数据信息，实现监控和报表功能。监视和控制参数可直接映射到标准功能块或者“柔性功能块”中。
PROFINET
Profibus 国际组织针对工业控制要求和Profibus 技术特点，提出基于以太网的PROFInet 。它主要包含三方面的技术：①基于通用对象模型(COM)的分布式自动化系统；② 规定了Profibus 和标准以太网之间的开放、透明通信；③ 提供一个包括设备层和系统层、独立于制造商的系统模型。PROFInet 采用标准TCP/IP+以太网作为连接介质，采用标准TCP/IP协议加上应用层的RPC/DCOM来完成节点之间的通信和网络寻址。它可以同时挂接传统Profibus 系统和新型的智能现场设备。现有的Profibus 网段可以通过一个代理设备连接到PROFInet 网络当中，使整套Profibus 设备和协议能够原封不动地在PROFInet 中使用。
Ethernet ／IP
Ethernet/IP网络采用商业以太网通信芯片、物理介质和星形拓扑结构，采用以太网交换机实现各设备间的点对点连接，能同时支持10Mbps 和100Mbps 以太网商用产品。 Ethernet/IP协议由IEEE 802．3物理层和数据链路层标准、TCP/IP协议组和控制与信息协议CIP 等3个部分组成。Ethernet/IP为了提高设备间的互操作性，采用了Control Net 和Device Net 控制网络中相同的CIP 。其控制部分用来实
[5]现实时I/O通信，信息部分则用来实现非实时的信息交换。
工业以太网的发展前景
首先，嵌入式以太网是一个重要发展方向。嵌入式Internet 正成为当前国内外IT 业发展的热点领域。利用工业以太网与Internet 连接可实现无缝集成这一优势，将已广泛应用的嵌入式系统接入Internet 网，那么就可实现基于Internet 的远程测控。嵌入式Internet 的广泛应用必将使工业测控领域得更加自动化、智能化和人性化。
如果将一个制造工厂比作一个人的话，那么，连接设备与设备之间相互通信的工业以太网就是人体的神经系统，它能敏感地将各种信息反馈给指挥者，也是传输指令的重要通道。
在现代化工厂中，工业以太网的使用已十分广泛。而在现代工业全面迈向信息化的今天，更多的用户利用工业以太网进行信息传输，完成更加集成的工业自动化和信息化解决方案，现代工业也在工业以太网的推动下朝着更加智能化的方向发展。
工业以太网的迅速普及为工业的发展注入了一股新鲜的活力。但如何选择并使用好工业以太网，却是一门很大的学问。由于工业环境的特殊性，选择工业以太网要从多方面去考虑，以太网通信协议、通信速率、安装方式、散热问题及周边的工业环境，都对工业以太网的使用有非常大的影响。此外，还要
考虑以太网的安全性、实时性及冗余等，需要设计工程师了解工业环境、生产流程及工业控制纺织等多方面因素。
当然，随着西门子、罗克韦尔，以及倍福等一大批自动化公司的推广，已经有越来越多的自动化工程师加深了对工业以太网的了解，加大了工业以太网在工业现场实施的可能。
要了解以太网，必须要深入了解整个制造企业的需求。随着以太网技术的进步，未来的工业网络必然是集高速度、高带宽于一体的网络，便于生产控制与规划，可以对生产、物流、质量控制及产品追踪于一身。
工业以太网的技术基础及应用方式多是基于商用以太网发展而来的，在全球主导的有线网络将数据传输技术的基础上，根据工业领域的特点要求，采用以太网通信协议作为基本技术发展而生。工业以太网市场需求十分广泛，无论是新建一条现代化的制造生产线，还是对旧有设备的改造，都会大量使用工业以太网。工业以太网的市场增长率也始终居高不下，据有关统计，每年新增工业网络接口数量都将会是前一年的一倍左右。而随着工业以太网技术延展而带动的PLC 、DCS 及PC_Based等控制类产品的市场容量，更是难以计算。
与普通的以太网相比，工业以太网需要解决开放性、实时性、同步性、可靠性、抗干扰性及安全性等诸多方面的问题，这也是工业自动化厂商不同于普通IT 厂商能为工业用户带去更大价值的地方。
在工业上，起初的工业以太网更多地被应用于管理层和控制层。随着通信网络技术的发展，更多的以太网功能技术得以提高，使得工业以太网的应用范围更为广阔。如在实时性方面，由于以太网的信息通讯采用的是信息顺序传输的方式，这种方式当通路拥挤的时候，就会造成一定的通路堵塞。这在对现场通讯实时性要求非常高的地方是不能满足要求的。
现在在工业中，通常会采用专用的工业以太网交换机，定义不同的太网帧优先等级，让用户所希望的信息能够以最快的速度传递出去。随着实时性与同步性的解决，在纺织与汽车制造等多个领域应用中，运动控制中已经有许多人采用实时以太网。
另外，包括profinet 、EtherNet/IP及EtherCAT 等以太网通讯协议都已经开始或实现了安全协议。相信随着安全协议的采用，工业以太网会得到更多的应用。
此外，商用以太网中的无线技术也为以太网的工业应用提供了更多的可能。无线网络技术具有移动灵活、易于安装及成本低廉等优点，尤其是随着3G 技术的成功应用，更加证明了无线网络技术的成熟，使得无线技术在工业环境中的应用变得更加现实。
在以太网逐步由工厂信息层向下延伸至控制层、执行层的今天，工业以太网的应用趋势不言而喻。随着信息化的进步，工业以太网更担负着贯穿整个工业网络的任务，为生产制造实现更高度的集成、高效发挥着重要作用，实现一网到底不单单是工业以太网厂商的责任，更是工业自动化发展的未来
参考文献
[1] 蒋建虎，韩英. 工业以太网技术的现状和发展[N].洛阳工业高等专科学校学报，2005.6
[2] 严庆伟. 工业以太网的发展[J].中国水运，2007.1
[3] 张卫民. 当今自动化控制的热点—工业以太网[N].中国建材报，2005.12. 第B03版
[4] 彭杰等. 工业以太网的安全性研究[N].仪器仪表学报，2004.4
[5] 储春华, 李志俊. 工业以太网技术的发展现状与前景[J].仪表技术，2005.6
[6] 朱世欣. 工业以太网新一代的工业现场总线技术[J].甘肃科技，2005.12
[7] 李国厚. 以太网在工业控制中的应用综述(一) [J].PLC&FA.2006.3
[8] 谢昊飞等. 网络控制技术[M].北京：机械工业出版社，2009.4
浅论工业以太网技术
摘要：工业以太网控制系统是集散控制系统（DCS ）和现场总线控制系统（FCS ）之后产生的一种新型的工业控制系统，本文介绍了工业以太网的产生并分析了其发展现状和特点，简单总结了几种较新的工业以太网协议标准，同时展望工业以太网的发展前景。
关键词：以太网; 工业以太网; 协议标准; 工业以太网的发展及其技术特点
引 言
传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础。随着IT 技术的飞速发展和工业自动化要求的不断提高，工业控制网络所负担的工作越来越重。与数据信息网络不同，工业控制领域需要一种高速廉价、实时性和开放性好、稳定性和准确性高的网络。工业控制网络作为一种直接面向生产过程的特殊网络，肩负着工业生产一线的测量与控制信息传输的任务，它通常应满足强实时性、高可靠性、恶劣的工业现场环境适应性等特殊要求。它的发展经历了DCS 、FCS 、工业以太网等几个阶段。DCS 是工业控制系统的第一代主力军。随后，FCS 取而代之，开创了工业控制网络发展的新局面。FCS 的具有较高的可靠性、实时性和抗干扰能力，并且结构简单、易于维护、节省设备投资，这些使它在工业领域得到了广泛应用。但是由于FCS 协议种类繁多，实现兼容与互操作十分困难。
于是现场总线开始转向以太网以太网（Ethernet ）技术支持几乎所有的网络协议，所以在数据信息网络中得到广泛应用，具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高和支持设备多等多方面的优势，以太网在工业企业信息化系统中的管理层、监控层得到了广泛应用，以太网直接向下延伸应用于工业测控系统的现场设备层网络，成为工业控制网络发展的必然趋势。
工业以太网的特点
工业以太网的优势
工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网兼容，但在产品设计时，在实时性、可靠性、环境的适应性等方面能满足工业现场的需要，是一种典型的工业通信网络。以太网具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势, 由于它支持几乎所有流行的网络协议, 所以在商业系统中被广泛采用。近些年来, 随着网络技术的发展, 以太网进入了控制领域, 形成了新型的以太网控制网络技术。这主要是由于工业自动化系统向分布化、智能化控制方面发展, 开放的、透明的通讯协议是必然的要求。它的优势如下：
1Ethernet 是全开放、全数字化的网络，遵照网络协议不同厂商的设备可以很容易实现互联;
2以太网能实现工业控制网络与企业信息网络的无缝连接，形成企业级管控一体化的全开放网络; 3软硬件成本低廉，由于以太网技术已经非常成熟，支持以太网的软硬件受到厂商的高度重视和广泛支持，有多种软件开发环境和硬件设备供用户选择;
4 应用广泛。工业以太网因其性价比较高而倍受关注，得到广泛的技术支持，最典型的应用技术是Ethernet+TCP/IP+Web.它被所有的编程语言所支持，软硬件资源丰富，易与Internet 连接实现办公自动化网络与工业控制网络的无缝集成。
5 工业级电源和总线供电技术。工业级电源输出功率大，滤波功能完善，抗干扰能力强，电源采用冗余结构，可靠性高；采用总线供电技术减少了网络线缆，降低了安装复杂性和投入资金，以提高了网
络和设备的易维护性。
6 传输速率快。目前，工业以太网的速率是10Mbit/s，100Mbit/s的快速以太网也开始广泛应用，1000Mbit/s 工业以太网技术逐渐成熟，10GMbit/s 的工业以太网正在研究。在数据吞吐量相同的情况
[3]下，通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小，这意味着网络碰撞机率大大下降。
7 实时性。现行工业以太网采用了全双工通信、交换机技术。另外同步分散实时时钟协议以及高速通道协议等新技术的应用，也使实时性问题得到很好的解决。
8 工业适应性更强。工业控制系统在设计时，提高了设备外壳的可靠性；添加了速度更高的网络组态算法；采用智能管理系统对现场设备进行在线监视和诊断、维护管理；并在主干网络采用光纤通信以提高网络的抗干扰能力和可靠性。
9 网络安全性。采用两级防火墙机制，分别屏蔽外部和内部网络的非法访问。还通过用户密码、数据加密、等多种安全机制加强网络的安全管理。目前市场上也有很多针对工业自动化控制网络安全的成熟软件，如PROFIsafe 、CIPSafety 等。
10 本质安全。通过对以太网现场设备采取增安、气密、浇封等防爆措施使设备发生故障时产生的
[2]电火能量不会外泄, 并尽量采用低功耗的现场设备和交换机来保障系统使用的安全性。
11 功能扩展性好。目前的工业以太网支持网络的视频传输，人机界面（HMI ）以及触摸屏都得到了及时应用。随着科技的进步，工业以太网还将添加更多的应用。 [2]
工业以太网存在的问题
1实时性问题：以太网采用的CSMA/CD的介质访问控制方式，其本质上是非实时的。一条总线上挂多个节点平等竞争总线，等待总线空闲。这种方式很难满足工业控制领域对实时性的要求。这也是以太网技术进入工控领域的技术瓶颈;
2对工业环境的适应性与可靠性：以太网是按办公环境设计的，需要使抗干扰能力、外观设计等符合工业现场的要求。
3本质安全和网络安全：工业以太网如果用在易燃易爆的危险工作场所，必须考虑本质安全问题。另外，工业以太网由于使用了TCP/IP协议，因此可能会受到包括病毒、黑客的非法入侵与非法操作等网络安全威胁。
4 QOS（Quality of Service）问题:随着技术的进步, 在工厂控制底层的信号已不局限在单纯的数字和模拟量上, 而是包括Audio 及低分辨的Video 信号, 网络应能根据不同用户需求及不同的内容适度地保证实时性的要求。
5 现行的工业以太网缺乏一个通用应用层工业标准。以太网实际上只是一个物理层协议，并没有规定统一的对话层和应用层协议。这实际上降低了设备的互操作性, 且大大减小了客户选择的余地。
6 缺乏安全运行模式。工业以太网一旦遭到破坏，正常的生产控制以及情报安全就可能受到严重的破坏。在工业以太网中应事先设置网络安全运行模式，在网络出现严重问题并在可允许的恢复时间内，最基本的控制过程能被有效隔离，使之处于安全生产运行模式。
7 “一网到底”仍无法实现。在工业网络与企业网络之间、有线网络和无线网络之间，多种标准使用户“一网到底”的愿望无法实现。实时域与非实时域的隔离的技术已经有了，现在急需的的就是制定唯一的网络标准。因工业以太网还在完善，实际应用中将它同现场总线相结合，多年未果的总线之争不得不让我们更加担心工业以太网的标准统一问题。
工业以太网协议
为满足工业现场日益增长的需求，工业以太网一路完善，逐渐向多元化发展。目前工业以太网的旗下已经出现了快速以太网以及实时以太网等新型网络。下面我们将介绍几种相关的新型网络协议。
HSE(High Speed Ethernet，高速以太网)
现场总线基金会明确将HSE 定位成实现控制网络与互联网Internet 的集成。HSE 链接设备将H1网段信息传送到以太网的主干上并送到企业的ERP 和管理系统，操作员在主控室可直接使用网络浏览器查看现场运行情况，现场设备也可以从网络获得控制信息。HSE 在低四层直接采用Ethernet+TCP/IP，在应用层和用户层直接采用FF H1的应用层服务和功能块应用进程规范，并通过链接设备将FF H1网络连接到HSE 网段上。HSE 链接设备同时具有网桥和网关的功能，它的网桥功能能用来连接多个H1总线网段，使不同H1网段上的H1设备之间能够进行对等通信而无需主机系统的干预。HSE 主机可以与所有的链接设备和链接设备上挂接的H1设备进行通信，使操作数据能传送到远程的现场设备，并接收来自现场设备的数据信息，实现监控和报表功能。监视和控制参数可直接映射到标准功能块或者“柔性功能块”中。
PROFINET
Profibus 国际组织针对工业控制要求和Profibus 技术特点，提出基于以太网的PROFInet 。它主要包含三方面的技术：①基于通用对象模型(COM)的分布式自动化系统；② 规定了Profibus 和标准以太网之间的开放、透明通信；③ 提供一个包括设备层和系统层、独立于制造商的系统模型。PROFInet 采用标准TCP/IP+以太网作为连接介质，采用标准TCP/IP协议加上应用层的RPC/DCOM来完成节点之间的通信和网络寻址。它可以同时挂接传统Profibus 系统和新型的智能现场设备。现有的Profibus 网段可以通过一个代理设备连接到PROFInet 网络当中，使整套Profibus 设备和协议能够原封不动地在PROFInet 中使用。
Ethernet ／IP
Ethernet/IP网络采用商业以太网通信芯片、物理介质和星形拓扑结构，采用以太网交换机实现各设备间的点对点连接，能同时支持10Mbps 和100Mbps 以太网商用产品。 Ethernet/IP协议由IEEE 802．3物理层和数据链路层标准、TCP/IP协议组和控制与信息协议CIP 等3个部分组成。Ethernet/IP为了提高设备间的互操作性，采用了Control Net 和Device Net 控制网络中相同的CIP 。其控制部分用来实
[5]现实时I/O通信，信息部分则用来实现非实时的信息交换。
工业以太网的发展前景
首先，嵌入式以太网是一个重要发展方向。嵌入式Internet 正成为当前国内外IT 业发展的热点领域。利用工业以太网与Internet 连接可实现无缝集成这一优势，将已广泛应用的嵌入式系统接入Internet 网，那么就可实现基于Internet 的远程测控。嵌入式Internet 的广泛应用必将使工业测控领域得更加自动化、智能化和人性化。
如果将一个制造工厂比作一个人的话，那么，连接设备与设备之间相互通信的工业以太网就是人体的神经系统，它能敏感地将各种信息反馈给指挥者，也是传输指令的重要通道。
在现代化工厂中，工业以太网的使用已十分广泛。而在现代工业全面迈向信息化的今天，更多的用户利用工业以太网进行信息传输，完成更加集成的工业自动化和信息化解决方案，现代工业也在工业以太网的推动下朝着更加智能化的方向发展。
工业以太网的迅速普及为工业的发展注入了一股新鲜的活力。但如何选择并使用好工业以太网，却是一门很大的学问。由于工业环境的特殊性，选择工业以太网要从多方面去考虑，以太网通信协议、通信速率、安装方式、散热问题及周边的工业环境，都对工业以太网的使用有非常大的影响。此外，还要
考虑以太网的安全性、实时性及冗余等，需要设计工程师了解工业环境、生产流程及工业控制纺织等多方面因素。
当然，随着西门子、罗克韦尔，以及倍福等一大批自动化公司的推广，已经有越来越多的自动化工程师加深了对工业以太网的了解，加大了工业以太网在工业现场实施的可能。
要了解以太网，必须要深入了解整个制造企业的需求。随着以太网技术的进步，未来的工业网络必然是集高速度、高带宽于一体的网络，便于生产控制与规划，可以对生产、物流、质量控制及产品追踪于一身。
工业以太网的技术基础及应用方式多是基于商用以太网发展而来的，在全球主导的有线网络将数据传输技术的基础上，根据工业领域的特点要求，采用以太网通信协议作为基本技术发展而生。工业以太网市场需求十分广泛，无论是新建一条现代化的制造生产线，还是对旧有设备的改造，都会大量使用工业以太网。工业以太网的市场增长率也始终居高不下，据有关统计，每年新增工业网络接口数量都将会是前一年的一倍左右。而随着工业以太网技术延展而带动的PLC 、DCS 及PC_Based等控制类产品的市场容量，更是难以计算。
与普通的以太网相比，工业以太网需要解决开放性、实时性、同步性、可靠性、抗干扰性及安全性等诸多方面的问题，这也是工业自动化厂商不同于普通IT 厂商能为工业用户带去更大价值的地方。
在工业上，起初的工业以太网更多地被应用于管理层和控制层。随着通信网络技术的发展，更多的以太网功能技术得以提高，使得工业以太网的应用范围更为广阔。如在实时性方面，由于以太网的信息通讯采用的是信息顺序传输的方式，这种方式当通路拥挤的时候，就会造成一定的通路堵塞。这在对现场通讯实时性要求非常高的地方是不能满足要求的。
现在在工业中，通常会采用专用的工业以太网交换机，定义不同的太网帧优先等级，让用户所希望的信息能够以最快的速度传递出去。随着实时性与同步性的解决，在纺织与汽车制造等多个领域应用中，运动控制中已经有许多人采用实时以太网。
另外，包括profinet 、EtherNet/IP及EtherCAT 等以太网通讯协议都已经开始或实现了安全协议。相信随着安全协议的采用，工业以太网会得到更多的应用。
此外，商用以太网中的无线技术也为以太网的工业应用提供了更多的可能。无线网络技术具有移动灵活、易于安装及成本低廉等优点，尤其是随着3G 技术的成功应用，更加证明了无线网络技术的成熟，使得无线技术在工业环境中的应用变得更加现实。
在以太网逐步由工厂信息层向下延伸至控制层、执行层的今天，工业以太网的应用趋势不言而喻。随着信息化的进步，工业以太网更担负着贯穿整个工业网络的任务，为生产制造实现更高度的集成、高效发挥着重要作用，实现一网到底不单单是工业以太网厂商的责任，更是工业自动化发展的未来
参考文献
[1] 蒋建虎，韩英. 工业以太网技术的现状和发展[N].洛阳工业高等专科学校学报，2005.6
[2] 严庆伟. 工业以太网的发展[J].中国水运，2007.1
[3] 张卫民. 当今自动化控制的热点—工业以太网[N].中国建材报，2005.12. 第B03版
[4] 彭杰等. 工业以太网的安全性研究[N].仪器仪表学报，2004.4
[5] 储春华, 李志俊. 工业以太网技术的发展现状与前景[J].仪表技术，2005.6
[6] 朱世欣. 工业以太网新一代的工业现场总线技术[J].甘肃科技，2005.12
[7] 李国厚. 以太网在工业控制中的应用综述(一) [J].PLC&FA.2006.3
[8] 谢昊飞等. 网络控制技术[M].北京：机械工业出版社，2009.4