以太網長期以來一直是控制局域網 (LAN) 和廣域網(WAN) 中數據傳輸方式的事實協議，其優勢在企業業務領域已是眾所周知- 互操作性、冗余、靈活、可擴展、快速，而且具有成本效益。在過去的幾十年中，以太網發展迅速，并快速進入工業應用領域。
TCP/IP 辦公室應用中使用的以太網層協議最初給業界帶來挑戰是因為其數據包會通過可變通路廣播到所有節點，沒有確定的目標時間和后續延遲，因此無法實現機器到機器 (M2M) 通信所需的“實時”數據傳輸。現在開發了多種以太網協議，不但可以提供以太網的所有優勢，還可通過改良提供更低的延遲和確定性。這些協議包括 ModbusTCP/IP™、EtherCat™、EtherNet/IP™ 和 PROFINET™。因此，以太網在工業自動化應用中的使用越來越多，迅速代替了傳統的 Fieldbus 協議 - 后者通常更復雜、經常具有專用性并且距離和性能有限。實際上，工業以太網的規模現在已超過傳統的Fieldbus，并且年增長速度幾乎是 Fieldbuses 的四倍。
理解術語
工業領域中有很多容易混淆的術語－比如工業以太網和物聯網 (IIoT)、以及工業 4.0 和智能制造。工業以太網用于描述使用以太網的工業通信協議，而 IIoT（由 IoT 發展而來）、工業 4.0 和智能制造是可互換使用的，均指將工業生產和運營與實時數字數據、機器學習和人工智能結合的趨勢。術語工業 4.0 表示這個趨勢可視為第四次工業革命－第一次是 19 世紀早期液壓和蒸汽動力機器的使用，第二次是 20 世紀早期出現鋼、電和裝配生產線，第三次是 20 世紀 60 年代在工廠環境中引入計算機。
工業以太網實際上是工業 4.0 和 IIoT 背后的關鍵驅動因素，因為它在制造領域的人機之間實現了全新水平的互連接性和通信，同時可提供實時信息以更好地控制和了解整個供應鏈、自動化和簡化維護、并改進協作和生產力－換句話說，就是智能制造。因為以太網協議可用于在 LAN 和 WAN 中傳輸數據，所以工業以太網也為在車間和辦公室間更好地共享信息鋪平了道路。借助龐大的以太網 IT 技師群體和工具，支持也變得更簡單。
工業環境是苛刻的
傳統的以太網通常安裝在相對清潔舒適的環境中，例如辦公室建筑、學校和醫院。而工業以太網恰恰與此相反。工業以太網用在工廠中，甚至是長距離傳送機外和礦山內。這些環境都會給線纜帶來巨大壓力。機械壓力包括沖擊、持續移動（機械臂和轉盤）、以及振動。切口會使濕氣和化學物質進入線纜，而某些行業（例如食品和飲料）每天會用軟管沖洗設備（包括線纜）。氣候壓力根據熱環境（烘焙、煉鋼）和冷環境中的溫度而變化。變速電機驅動 (VFD)、電機、接觸器和其他設備的電磁噪音會進入以太網線和設備。這些“MICE”壓力因素可能是工業以太網線故障的主要原因，而且這些故障可能是間歇性的并且難以診斷。面臨環境挑戰，使用福祿克線纜測試儀可對TIA 1005中的E1、E2、E3等級環境下的標準要求進行驗證。
機器對延遲更敏感
大部分人使用以太網連接網絡、無線接入點、服務器、電話、電子郵件或打印機。以太網原本就是在人和設備（如打印機）之間傳輸數據包（又稱幀）。傳輸一個數據包需要的時間通常小于一毫秒。如果由于某些原因，數據包在第一次無法完成傳輸，以太網會一直嘗試，直到傳輸成功。在打印一份 2 頁的文檔時，這可能造成 2 秒延遲－而且沒有人會發現或關心。
工業以太網將機器連接到其他運行著重要、時間敏感、有時候是危險任務的機器。考慮工業以太網控制一臺機器將一輛未裝配完的汽車送到下一個裝配站。可以想像，移動錯誤會傷害設備或人，或者影響質量或生產速度。和打印機不同，如果有幾個以太網數據包延遲了即使不到一秒，也必須停止機器以避免潛在的安全問題。讓一切恢復安全狀態并重啟機器可能需要數小時的時間– 僅僅因為有幾個數據包丟失或延遲。
除以太網的各種優勢外，人們還為工業環境設定了各種標準，從而在苛刻的工業環境中運行的時間敏感應用可以可靠地運行。
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