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一、引言

由于眾所周知的原因，現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)化歷經(jīng)了十幾年才最終告一段落，于1999年底通過了8種類型的現(xiàn)場(chǎng)總線作為IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)。后來又通過了IEC62026 3種總線標(biāo)準(zhǔn)。此外,ISO還有CAN總線標(biāo)準(zhǔn)ISO11898(通信速率1Mbps)和ISO11519(通信速率125kbps)。人們期盼的一種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)一統(tǒng)天下的局面并沒有發(fā)生,最終的結(jié)果依然是群雄混戰(zhàn)標(biāo)準(zhǔn)不一。

然而當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)總線大戰(zhàn)硝煙正濃時(shí)，傳統(tǒng)上用于辦公室和商業(yè)的以太網(wǎng)卻悄悄地進(jìn)入了控制領(lǐng)域。近來以太網(wǎng)更是走向前臺(tái)，發(fā)展迅速，頗為引人注目。究其原因，是由于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)正向分布式開放性方向發(fā)展，其中，通信已成為關(guān)鍵，用戶對(duì)統(tǒng)一的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)的要求日益迫切。另一方面，Internet/Intranet 等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，要求企業(yè)從現(xiàn)場(chǎng)控制層到管理層能實(shí)現(xiàn)全面的無縫信息集成，并提供一個(gè)開放的基礎(chǔ)構(gòu)架，但目前的現(xiàn)場(chǎng)總線尚不能滿足這些要求。應(yīng)該說，現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn)確實(shí)給工業(yè)自動(dòng)化帶來了一場(chǎng)深層次的革命，但由于現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，不同現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議互不兼容，符合不同現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)信息無縫集成，并導(dǎo)致新的“自動(dòng)化孤島”的出現(xiàn)，促使人們開始尋求新的出路，并關(guān)注到以以太網(wǎng)技術(shù)為代表的COTS（Commercial Off The Shelf）信息網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。與現(xiàn)場(chǎng)總線相比，以太網(wǎng)因其協(xié)議簡(jiǎn)單、完全開放、穩(wěn)定性和可靠性好而獲得了全球的技術(shù)支持。

二、工業(yè)以太網(wǎng)介紹

    工業(yè)以太網(wǎng)是用于工業(yè)控制領(lǐng)域，符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，按照IEEE802.1“媒體訪問控制（MAC）網(wǎng)橋”規(guī)范和IEEE802.1Q“局域網(wǎng)虛擬網(wǎng)橋”規(guī)范，對(duì)其沒有進(jìn)行任何實(shí)時(shí)擴(kuò)展而實(shí)現(xiàn)的以太網(wǎng)。它在技術(shù)上與商用以太網(wǎng)（即ISO 8802-3標(biāo)準(zhǔn)）兼容，但又必須滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通信的需求。一般來講，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該滿足以下要求：

(1) 具有較好的響應(yīng)實(shí)時(shí)性 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不僅要求傳輸速度快，而且在工業(yè)自動(dòng)化控制中還要求響應(yīng)快，即響應(yīng)實(shí)時(shí)性要好，一般為毫秒到0.1 秒級(jí)。

(2) 容錯(cuò)性要求 即在網(wǎng)絡(luò)局部鏈路出現(xiàn)故障的情況下，能在很短的時(shí)間內(nèi)重新建立新的網(wǎng)絡(luò)鏈路；

(3) 力求簡(jiǎn)潔 以減小軟硬件開銷，從而減低設(shè)備成本，同時(shí)也可以提高系統(tǒng)的健壯性；

(4) 開放性要好 即工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)盡量不要采用專用網(wǎng)絡(luò)。                            

除了滿足上述特點(diǎn)外，應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)以太網(wǎng)還應(yīng)該滿足：

(1) 環(huán)境適應(yīng)性要求 包括機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性（如耐振動(dòng)、耐沖擊）、氣候環(huán)境適應(yīng)性（工作溫度要求為-40~85°C，至少為-20～70°C，并要耐腐蝕、防塵、防水）、電磁環(huán)境適應(yīng)性或電磁兼容性EMC 應(yīng)符合EN 50081-2、EN50082-2標(biāo)準(zhǔn)。

(2) 可靠性要求 即能安裝在工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)，且能夠長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

(3) 安全性要求 在易爆或可燃的場(chǎng)合，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品還需要具有防爆要求，包括隔爆、本質(zhì)安全兩種方式。

(4) 總線供電要求 即要求現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層網(wǎng)絡(luò)不僅能傳輸通信信息，而且要能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳輸工作電源。這主要是從線纜鋪設(shè)和維護(hù)方便考慮，同時(shí)總線供電還能減少線纜，降低布線成本。

(5) 安裝方便 適應(yīng)工業(yè)環(huán)境的安裝要求，如采用DIN導(dǎo)軌安裝。

由于傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是以辦公自動(dòng)化為目標(biāo)設(shè)計(jì)的，并不完全符號(hào)工業(yè)環(huán)境的要求，將傳統(tǒng)的以太網(wǎng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域還存在明顯缺陷。首先,以太網(wǎng)的媒體訪問方式CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)不能保證網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇_定性,也就是說以太網(wǎng)并不具有實(shí)時(shí)性,在負(fù)荷很重時(shí)網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率很低,商業(yè)以太網(wǎng)一般的傳輸時(shí)延為2～30ms,這一速度在某些工業(yè)場(chǎng)合是不可接受的。其次,以太網(wǎng)所用的接插件、集線器、交換機(jī)和傳輸介質(zhì)等設(shè)備不能滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境的要求。在工廠環(huán)境中,以太網(wǎng)抗干擾性能較差,且不具有本質(zhì)安全性能,不能應(yīng)用于危險(xiǎn)場(chǎng)合。再次,以太網(wǎng)還不具備通過信號(hào)線向現(xiàn)場(chǎng)儀表供電的性能。這些問題是長(zhǎng)期以來以太網(wǎng)進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域的主要障礙。

三、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展

    過去幾年，在各國研發(fā)機(jī)構(gòu)的共同努力推動(dòng)下，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)獲得了極其快速的發(fā)展，關(guān)鍵技術(shù)正逐個(gè)被攻破，使工業(yè)以太網(wǎng)性能得到了較大的改善。

(1) 通信的確定性和實(shí)時(shí)性

    1.以太網(wǎng)通信速率的一再提高,從10M、100M增大到如今的1000M、10G，在數(shù)據(jù)吞吐量相同的情況下，通信速率的提高意味著網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的減輕和網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的減小，即網(wǎng)絡(luò)碰撞幾率大大下降。通過研究發(fā)現(xiàn)，在負(fù)荷低于30%時(shí)，10M以太網(wǎng)的通信響應(yīng)時(shí)間比著名的ARCnet令牌網(wǎng)（傳輸速率為2.5Mbps）還要短，而當(dāng)負(fù)荷低于10%時(shí)，以太網(wǎng)幾乎不發(fā)生碰撞。

    2.在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖希捎眯切瓦B接代替總線型結(jié)構(gòu)，使用網(wǎng)橋或路由器等設(shè)備將網(wǎng)絡(luò)分割成多個(gè)網(wǎng)段。在每個(gè)網(wǎng)段上，以一個(gè)多口集線器為中心，將若干個(gè)設(shè)備或節(jié)點(diǎn)連接起來。這樣，掛接在同一個(gè)網(wǎng)段上的所有設(shè)備形成一個(gè)沖突域，每個(gè)沖突域采用CSMA/CD機(jī)制來管理網(wǎng)絡(luò)沖突。這種分段方法可以使每個(gè)沖突域的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和碰撞幾率都大大降低。

3.使用以太網(wǎng)交換技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)沖突域進(jìn)一步細(xì)化。在以太網(wǎng)交換機(jī)組成的系統(tǒng)中，每個(gè)端口就是一個(gè)沖突域，各個(gè)沖突域通過交換機(jī)實(shí)現(xiàn)了隔離。交換式以太網(wǎng)的出現(xiàn)使以太網(wǎng)獲得了確定性，其結(jié)構(gòu)如圖1。

      圖1 交換式以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)

4.采用全雙工通信技術(shù)。全雙工設(shè)備可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，這樣任一節(jié)點(diǎn)發(fā)送報(bào)文幀時(shí)不會(huì)再發(fā)生碰撞，沖突域也就不復(fù)存在，可以明顯提高網(wǎng)絡(luò)通信的確定性。

5.采用虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)。VLAN（Virtual Local Area Network）技術(shù)能把一個(gè)局域網(wǎng)劃分成多個(gè)虛擬局域網(wǎng)，每個(gè)VLAN都有一個(gè)標(biāo)識(shí)號(hào)，在整個(gè)局域網(wǎng)中唯一標(biāo)識(shí)該VLAN。多個(gè)VLAN可以共享物理局域網(wǎng)的交換設(shè)備和鏈路。然而，每個(gè)VLAN在邏輯上像一個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)，VLAN的所有數(shù)據(jù)流量都被限制在該VLAN中，這樣就能提高網(wǎng)絡(luò)性能。

(2)互可操作性

互可操作性是指連接到同一網(wǎng)絡(luò)上不同廠家的設(shè)備之間通過統(tǒng)一的應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行通信與互用，性能類似的設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)互換。  

由于以太網(wǎng)（IEEE802.3）只映射到ISO/OSI參考模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，TCP/IP映射到網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層，而對(duì)較高的層次如會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層等沒有作技術(shù)規(guī)定。目前以太網(wǎng)上沒有統(tǒng)一的應(yīng)用層協(xié)議，因此，相互之間不能實(shí)現(xiàn)透明互訪。要解決基于以太網(wǎng)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的互可操作性問題，唯一而有效的方法就是在以太網(wǎng)+TCP(UDP)/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上，制定統(tǒng)一并適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制的應(yīng)用層技術(shù)規(guī)范，同時(shí)可參考IEC有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用層上增加用戶層，將工業(yè)控制中的模塊FB(Function Block)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，通過規(guī)定它們各自的輸入、輸出、算法、事件、參數(shù)，并把它們組成為可在某個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中執(zhí)行的應(yīng)用程序，便于實(shí)現(xiàn)不同制造商設(shè)備的混合組態(tài)與調(diào)用。這樣，不同自動(dòng)化制造商的工控產(chǎn)品共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用層和用戶層，這些產(chǎn)品再經(jīng)過一致性和互操作性測(cè)試，就能實(shí)現(xiàn)它們之間的互可操作。

(3)總線供電技術(shù)

總線供電是指連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的線纜不僅傳送數(shù)據(jù)信號(hào),還能給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供工作電源.2003年6月12日,IEEE標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)正式批準(zhǔn)了以太網(wǎng)供電的IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn).該標(biāo)準(zhǔn)定義了一種允許通過以太網(wǎng)在傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)輸送D C 電源的方法。它能安全、可靠地將以太網(wǎng)供電(PoE，Power over Ethernet)技術(shù)引入現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中,并且和原有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相兼容.它最大能提供大約13W的功率。

在PoE系統(tǒng)中，提供電源的設(shè)備被稱為供電設(shè)備PSE(Power Sourcing Equipment)，而使用電源的設(shè)備稱為受電設(shè)備PD(Powered Device)。PSE 負(fù)責(zé)將電源注入以太網(wǎng)線，并實(shí)施功率的規(guī)劃和管理。可以采用兩種類型的PSE：一種為“Endpoint PSE”，另一種為“Midspan PSE”。Endpoint PSE就是支持PoE的以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、集線器或其它網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備。mid-span PSE是用來將以太網(wǎng)供電功能添加到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)備。它專門用于電源管理，并通常和交換機(jī)放在一起，和交換機(jī)一樣也有多路輸入輸出RJ-45端口，對(duì)應(yīng)每路的兩個(gè)RJ-45插孔， 一個(gè)用短線連接至不具有以太網(wǎng)供電功能的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，作為數(shù)據(jù)輸入口；而另一個(gè)連接到支持802.3af 供電的遠(yuǎn)端用電設(shè)備(PD)，作為數(shù)據(jù)/ 電源雙用的RJ-45輸出口。mid-span設(shè)備通常通過未使用的4/5和7/8線對(duì)來承載供電，剩下的部分預(yù)留給數(shù)據(jù)傳輸。電源在機(jī)箱內(nèi)被注入網(wǎng)線而信號(hào)未作任何調(diào)整。PD則有多種形式，如IP 電話機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝影機(jī)、無線橋接器、收銀機(jī)、安全存取與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。實(shí)際上，任何需要數(shù)據(jù)連接并能在13W 或更低功率下工作的設(shè)備都可無需AC電源或電池供電，僅從RJ-45插座就能夠得到相應(yīng)的電力。圖2給出了采用Mid-span的PoE系統(tǒng)工作示意圖。

            圖2 用Mid-span的PoE系統(tǒng)工作示意圖

(4)工業(yè)可靠性

    為了提高可靠性，工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用設(shè)備冗余方法，當(dāng)工作的設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換到冗余的備用設(shè)備。

1.單環(huán)冗余

    環(huán)行網(wǎng)絡(luò)由多臺(tái)交換機(jī)連接成環(huán)行，設(shè)備連接到交換機(jī)上，在以太網(wǎng)交換機(jī)上配置生成樹協(xié)議（802.1D）或快速生成樹協(xié)議（802.W）。安裝了該協(xié)議后，環(huán)上的一個(gè)網(wǎng)段會(huì)自動(dòng)從邏輯上阻塞變成一個(gè)備用的網(wǎng)段。如果某一個(gè)運(yùn)行的網(wǎng)段出現(xiàn)故障，則阻塞的備用網(wǎng)段將會(huì)運(yùn)行起來，使網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。以太網(wǎng)單環(huán)冗余如圖3所示。

          圖3 以太網(wǎng)單環(huán)冗余

2.雙環(huán)冗余

    單環(huán)拓?fù)渲荒芴峁﹤鬏斆襟w的冗余。雙環(huán)拓?fù)淇梢越⒁粋€(gè)具有冗余的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全的冗余系統(tǒng)。例如，一個(gè)具有以太網(wǎng)冗余接口的工業(yè)控制設(shè)備可以分別連接到兩個(gè)以太網(wǎng)環(huán)上，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)接口、交換機(jī)和媒體的完全冗余。以太網(wǎng)雙環(huán)冗余配置如圖4所示。

            圖4 以太網(wǎng)雙環(huán)冗余配置

(5)端到端QoS技術(shù)

     經(jīng)過十幾年的發(fā)展,以太網(wǎng)的新業(yè)務(wù)和新應(yīng)用不斷涌現(xiàn),這意味著更多的網(wǎng)絡(luò)資源耗費(fèi),僅僅保證高帶寬已經(jīng)無法滿足要求.QoS(Quality of Service)是網(wǎng)絡(luò)的一種安全機(jī)制,是用來解決網(wǎng)絡(luò)延遲和阻塞等問題的一種技術(shù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)過載或擁塞時(shí)，QoS能確保重要業(yè)務(wù)量不受延遲或丟棄，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的高效運(yùn)行。QoS具有如下功能:

    1．分類

    分類是指具有QoS的網(wǎng)絡(luò)能夠識(shí)別哪種應(yīng)用產(chǎn)生哪種數(shù)據(jù)包。所有應(yīng)用都會(huì)在數(shù)據(jù)包上留下可以用來識(shí)別源應(yīng)用的標(biāo)識(shí)。分類就是檢查這些標(biāo)識(shí)，識(shí)別數(shù)據(jù)包是由哪個(gè)應(yīng)用產(chǎn)生的。QoS通常根據(jù)協(xié)議、TCP和UDP端口號(hào)碼、源IP地址、物理端口號(hào)碼等分類方法來識(shí)別數(shù)據(jù)包是哪個(gè)應(yīng)用產(chǎn)生的。

    2．標(biāo)注

    在識(shí)別數(shù)據(jù)包之后，要對(duì)它進(jìn)行標(biāo)注，這樣其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備才能方便地識(shí)別這種數(shù)據(jù)。由于分類可能非常復(fù)雜，因此最好只進(jìn)行一次。識(shí)別應(yīng)用之后就必須對(duì)其數(shù)據(jù)包進(jìn)行標(biāo)記處理，以便確保網(wǎng)絡(luò)上的交換機(jī)或路由器可以對(duì)該應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)先級(jí)處理。通過采納標(biāo)注數(shù)據(jù)的兩種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，即IEEE 802.1p或差異化服務(wù)編碼點(diǎn)(DSCP，Difference Service Code Point)，就可以確保多廠商網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠?qū)υ摌I(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)處理。
    3優(yōu)先級(jí)設(shè)置

    在局域網(wǎng)交換機(jī)中，多種業(yè)務(wù)隊(duì)列允許數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)存在。較高優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)可以在不受較低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的影響下通過交換機(jī)，減少對(duì)諸如話音或視頻等對(duì)時(shí)間敏感業(yè)務(wù)的延遲事故。
    為了提供優(yōu)先級(jí)，交換機(jī)的每個(gè)端口必須有至少2個(gè)隊(duì)列。雖然每個(gè)端口有更多隊(duì)列可以提供更為精細(xì)的優(yōu)先級(jí)選擇，但是在局域網(wǎng)環(huán)境中，每個(gè)端口需要4個(gè)以上隊(duì)列的可能性不大。當(dāng)每個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)交換機(jī)時(shí)，都要根據(jù)其優(yōu)先級(jí)別分配到適當(dāng)?shù)年?duì)列，然后該交換機(jī)再從每個(gè)隊(duì)列轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。該交換機(jī)通過其排隊(duì)機(jī)制確定下一步要服務(wù)的隊(duì)列。

四、工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用中的問題

(1)電纜問題

    我們知道,工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜、惡劣，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的以太網(wǎng)電纜可能會(huì)受到安裝、溫度、紫外線輻射和陽光照射、油蝕、機(jī)械力：磨損、剪斷和碾壓、電磁／射頻干擾、噪音等方面的影響，因此，在選擇電纜方面，應(yīng)充分考慮采用光纖和屏蔽雙絞線作為主要的傳輸介質(zhì)，非屏蔽雙絞線的使用應(yīng)當(dāng)受到限制，以克服電磁干擾等對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)的影響。在安裝電纜方面還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1. 在敷設(shè)電纜時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離干擾源，如電焊機(jī)、切換繼電器或直流驅(qū)動(dòng)器。2.正確的接地。正確的接地是獲得有效屏蔽的關(guān)鍵。沒有接地或接地不正確可能會(huì)降低屏蔽的效果。理想的屏蔽接地應(yīng)該只有唯一的接點(diǎn)。當(dāng)干擾信號(hào)耦合到屏蔽層上時(shí)，電流就會(huì)被導(dǎo)入大地，避免了屏蔽層下的線對(duì)受到影響。3.對(duì)架設(shè)的電纜要有專門的保護(hù)套管。4.對(duì)電纜接頭及接線盒要密封好，以便防水和防爆。

(2)安全問題

在工業(yè)生產(chǎn)過程中,很多現(xiàn)場(chǎng)不可避免地存在易燃、易爆或有毒氣體等，對(duì)應(yīng)用于這些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能裝置以及通信設(shè)備，都必須采取一定的防爆技術(shù)措施來保證工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)。以太網(wǎng)系統(tǒng)的本質(zhì)安全包括工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)交換機(jī)、傳輸介質(zhì)以及基于Ethernet的變送器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

    在目前技術(shù)條件下，對(duì)以太網(wǎng)系統(tǒng)采用隔爆防爆的措施比較可行，即通過對(duì)Ethernet現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備采取增安、氣密、澆封等隔爆措施，使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備本身的故障產(chǎn)生的點(diǎn)火能量不會(huì)外泄，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。對(duì)于沒有嚴(yán)格的本質(zhì)安全要求的非危險(xiǎn)場(chǎng)合，則可以不考慮復(fù)雜的防爆措施。

    工業(yè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全是工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用必須考慮的另一個(gè)安全性問題。工業(yè)以太網(wǎng)可以將企業(yè)傳統(tǒng)三層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，即信息管理層、過程監(jiān)控層、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，合為一體，使數(shù)據(jù)的傳輸速度更快，實(shí)時(shí)性更高，并可與Internet無縫集成，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，提高工廠的運(yùn)行效率，但同時(shí)也引入了一系列的網(wǎng)絡(luò)安全問題，工業(yè)網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)受到包括病毒感染、黑客的非法入侵與非法操作的等網(wǎng)絡(luò)安全威脅。一般情況下，可以采用網(wǎng)關(guān)或防火墻等對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行隔離，可以考慮采用內(nèi)外兩重防火墻（如圖5）還可以通過權(quán)限控制、數(shù)據(jù)加密等多種安全機(jī)制加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的安全管理。

  圖5 工業(yè)以太網(wǎng)兩級(jí)防火墻

五、結(jié)束語

可以預(yù)見，隨著關(guān)鍵技術(shù)的不斷解決，工業(yè)以太網(wǎng)以其自身的優(yōu)勢(shì)必然會(huì)有很好的應(yīng)用前景，我們?cè)谘芯抗I(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，應(yīng)該充分利用信息網(wǎng)絡(luò)的已有的成熟技術(shù)和可用的新技術(shù)來改善工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)可用性，加快工業(yè)以太網(wǎng)在我國的研究和應(yīng)用步伐。

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