以太網(wǎng)是應用最普遍的局域網(wǎng)技術，取代了其他局域網(wǎng)技術如令牌環(huán)、FDDI和ARCNET。由此可見，以太網(wǎng)是多么的重要。為增進大家對以太網(wǎng)的認識，本文將對以太網(wǎng)以及以太網(wǎng)APL予以介紹。如果你對以太網(wǎng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、以太網(wǎng)

由于以太網(wǎng)無可爭議的優(yōu)勢，將以太網(wǎng)應用于工業(yè)自動化領域正成為人們關注的熱點。那么，以太網(wǎng)用于工業(yè)領域需要要解決哪些問題，其發(fā)展前景怎么樣呢?接下來我們就來詳細的介紹下工業(yè)以太網(wǎng)的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景。感興趣的朋友就一起來看看吧!

在工業(yè)生產(chǎn)中，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴大和復雜程度的提高，實際應用對控制系統(tǒng)的要求越來越高。在20世紀50～60年代，以模擬信號為主的電子裝置和自動化儀表組成的監(jiān)控系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的機電控制系統(tǒng)。隨后是在70～80年代，集散控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)的出現(xiàn)，把大量分散的單回路測控系統(tǒng)通過計算機進行集中統(tǒng)一管理，用各種I/O功能模塊代替控制室儀表，利用計算機實現(xiàn)回路調(diào)節(jié)、工況聯(lián)鎖、參數(shù)顯示、數(shù)據(jù)存儲等多種功能，從而實現(xiàn)了工業(yè)控制技術的飛躍。

DCS一般由操作站級、過程控制級和現(xiàn)場儀表三級組成，其特點是“集中管理，分散控制”，基本控制功能在過程控制級中，工作站級的主要作用是監(jiān)督管理。分散控制使得系統(tǒng)由于某個局部的不可靠而造成對整個系統(tǒng)的損害降到較低的程度，且各種軟硬件技術不斷走向成熟，極大地提高了整個系統(tǒng)的可靠性，因而迅速成為工業(yè)自動控制系統(tǒng)的主流。但DCS的結(jié)構是多級主從關系，底層相互間進行信息傳遞必須經(jīng)過主機，從而造成主機負荷過重，效率低下，并且主機一旦發(fā)生故障，整個系統(tǒng)就會“癱瘓”。而且DCS是一種數(shù)字—模擬混合系統(tǒng)，現(xiàn)場儀表仍然使用傳統(tǒng)的4～20mA模擬信號，工程與管理成本高，柔性差。此外各制造商的DCS自成標準，通訊協(xié)議封閉，極大的制約了系統(tǒng)的集成與應用。

進入90年代，具有數(shù)字化的通信方式、全分散的系統(tǒng)結(jié)構、開放的互聯(lián)網(wǎng)絡、多種傳輸媒介和拓撲結(jié)構、高度的環(huán)境適應性等特點的現(xiàn)場總線(Fieldbus)技術迅速崛起并趨向成熟，控制功能全面轉(zhuǎn)入現(xiàn)場智能儀表，而在此基礎上形成的新的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(Fieldbus Control System)綜合了數(shù)字通信技術、計算機技術、自動控制技術、網(wǎng)絡技術和智能儀表等多種技術手段，從根本上突破了傳統(tǒng)的“點對點”式的模擬信號或數(shù)字—模擬信號控制的局限性，構成一種全分散、全數(shù)字化、智能化、雙向、互連、多變量、多接點的通信與控制系統(tǒng)。相應的控制網(wǎng)絡結(jié)構也發(fā)生了較大的變化。FCS的典型結(jié)構分為設備層、控制層和信息層。采用了現(xiàn)場總線技術使控制功能下放到現(xiàn)場設備成為可能，現(xiàn)場總線標準不僅是通信標準，同時也是系統(tǒng)標準。FCS正在走向取代DCS并推動著工業(yè)控制技術的又一次飛躍。

二、以太網(wǎng)APL

1、為什么以太網(wǎng)APL如此重要?

以太網(wǎng)APL實現(xiàn)高帶寬以太網(wǎng)連接來改變自動化領域，因此它現(xiàn)在可以將以太網(wǎng)用于實際應用，在這些應用里難免會出現(xiàn)一些難題。在過程自動化應用中，要用以太網(wǎng)APL代替4 mA至20 mA電流的總線網(wǎng)絡或現(xiàn)場總線通信，則需要向傳感器和執(zhí)行器提供電源和數(shù)據(jù)。

迄今為止，過程自動化應用中的現(xiàn)場級設備和控制系統(tǒng)之間的物理距離一直被限制為100 m。在過程自動化應用中有大約1 km的距離，再加上對自動化應用設備的需求，后來提出一種實現(xiàn)過程自動化的新方法，而以太網(wǎng)APL正是這種新方法。

在向現(xiàn)場設備供電時，以太網(wǎng)APL可以在應用中提供高達500 mW的功率，而如今電流大小4 mA至20 mA的系統(tǒng)提供的功率約為36 mW。在應用中，功率大小取決于所使用的電纜，最高可提供60 W的功率。

以太網(wǎng)APL實現(xiàn)了跨信息技術(IT)和運營技術(OT)域的以太網(wǎng)網(wǎng)絡。該融合網(wǎng)絡可簡化安裝，輕松更換設備，并能加快網(wǎng)絡調(diào)試和配置速度。

2、以太網(wǎng)APL解決方案的優(yōu)勢

將設備融合在以太網(wǎng)APL上，不再需要昂貴，復雜且耗電的網(wǎng)關，但是限制了對現(xiàn)場級設備中數(shù)據(jù)的訪問。通過刪除這些網(wǎng)關，可以顯著降低這些傳統(tǒng)安裝方法的成本和復雜程度，并刪除它們創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫。

到現(xiàn)在為止，過程自動化應用程序已使用了舊版通信標準，該標準包含一些新的以太網(wǎng)標準。為了與支持以太網(wǎng)APL的設備進行通信，需要具有集成媒體訪問控制(MAC)的主機處理器或具有10BASE-T1L端口的以太網(wǎng)交換機。

3、布線和網(wǎng)絡拓撲

10BASE-T1L標準未定義特定的傳輸介質(zhì)(電纜)，而是定義了信道模型。該通道模型非常適合現(xiàn)場總線電纜，因此，某些已安裝的電流為4 mA至20 mA的電纜可以與以太網(wǎng)APL一起重復使用。與更復雜的電纜相比，單雙絞線電纜成本低，尺寸小并且更易于安裝。

4、新設備，新機遇

以太網(wǎng)APL的出現(xiàn)，使無縫邊緣到云的連接自動化成為可能，可以支持以太網(wǎng)APL的現(xiàn)場設備。這些新設備有著強大的數(shù)據(jù)分析功能，能為云計算提供豐富的數(shù)據(jù)集，并以可行的方案推動流程。

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