跟着“工业4.0”战略的打开，核算机技能、通讯技能、IT技能的开展现已进入到工控范畴，其间最首要的体现便是工业现场总线技能和工业以太网技能。其间工业现场总线技能，特别是以太网技能的广泛运用，为自动化技能带来了深入革新。
【现场总线】
现场总线式运用在出产现场、衔接智能现场设备和自动化丈量操控体系的数字式、双向传输、多分支结构的通讯网络。
它是一种工业数据总线，是自动化范畴中底层数据通讯网络。
【操控组成】
1.现场总线操控体系
它的软件是体系的重要组成部分，操控体系的软件有组态软件、保护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首要挑选开发组态软件、操控操作人机接口软件MMI。经过组态软件，完结功用块之间的衔接，选定功用块参数，进行网络组态。在网络运转进程中体系实时收集数据、进行数据处理、核算。优化操控及逻辑操控报警、监督、显现、报表等。
2.现场总线的丈量体系
其特色为多变量高功用的丈量，使丈量外表具有核算才干等更多功用，因为选用数字信号，具有高分辨率，准确性高、抗搅扰、抗畸变才干强，一起还具有外表设备的状况信息，能够对处理进程进行调整。
3.设备办理体系
能够供给设备本身及进程确实诊信息、办理信息、设备运转状况信息(包含智能外表)、厂商供给的设备制作信息。
4.总线体系核算机服务模块
以客户机/服务器方式是现在较为盛行的网络核算机服务方式。服务器表明数据源(供给者)，运用客户机则表明数据运用者，它从数据源获取数据，并进一步进行处理。客房机运转在PC机或作业站上。服务器运转在小型机或大型机上，它运用两边的智能、资源、数据来完结任务。
5.数据库
它能有组织的、动态的存储许多有关数据与运用程序，完结数据的充沛同享、穿插拜访，具有高度独立性。工业设备在运转进程中参数接连改变，数据量大，操作与操控的实时性要求很高。因而就构成了一个能够互访操作的散布联系及实时性的数据了体系。
6.网络体系的硬件与软件
网络体系硬件：体系办理主机、服务器、网关、协议变换器、集线器、用户核算机等底层智能化外表
网络体系软件：NetWarc、LAN Mangger、Vines
服务器操作软件：Lenix、os/2、windowNT、运用软件数据库、通讯协议、网络办理协议等。
【总线分类】
现在世界上存在着大约四十余种现场总线，这些现场总线大都用于进程自动化、医药范畴、加工制作、交通运输、国防、航天、农业和楼宇等范畴，现在的工业总线网络可归为三类：485网络、HART网络、FieldBUS现场总线网络。
485网络：RS485/MODBUS是现在盛行的一种工业组网方法，其特色是施行简略便利，并且现在支撑RS485的外表又特别多。现在的外表商也纷繁转而支撑RS485/MODBUS，原因很简略， RS485的转化接口不只廉价得并且品种繁复。至少在低端市场上，RS485/MODBUS仍将是最首要的工业组网方法。
HART网络：HART是由艾默生提出的一个过度性总线规范，首要特征是在4-20毫安电流信号上面叠加数字信号，但该协议并未真实敞开，要参加他的基金会才干拿到协议，而参加基金会要必定的费用。HART技能首要被国外几家大公司独占，近些年国内也有公司在做，但还没有抵达国外公司的水平。现在有许多智能外表带有[HART圆卡]，支撑HART通讯功用。但从国内状况来看，还没有真有用到这部分功用来进行设备联网监控，最多仅仅运用手操器对其进行参数设定。从长远来看，因为HART通讯速率低、组网困难等原因，HART外表的运用将呈下滑趋势。
FieldBus现场总线网络：现场总线是当今自动化范畴的热门技能之一，被誉为自动化范畴的核算机局域网。它的呈现标志着自动化操控技能又一个新年代的开端。现场总线是衔接操控现场的外表与操控室内的操控设备的数字化、串行、多站通讯的网络。其要害标志是能支撑双向、多节点、总线式的全数字化通讯。现场总线技能近年来成为国际上自动化和仪器外表开展的热门，它的呈现使传统的操控体系结构产生了革命性的改变，使自控体系朝着“智能化、数字化、信息化、网络化、涣散化”的方向进一步跨进，构成新式的网络通讯的全散布式操控体系——现场总线操控体系FCS(Fieldbus Control System)。但是，到现在为止，现场总线还没有构成真实共同的规范，ProfiBus、CANbus、CC-Link等多种规范并行存在，并且都有自己的生计空间。何时共同，遥遥无期。现在，支撑现场总线的外表品种还比较少，可供挑选的地步小，价格又偏高，用量也较小。
【特色优缺陷】
1.特色
现场操控设备具有通讯功用，便于构成工厂底层操控网络。
通讯规范的揭露、共同，使体系具有敞开性，设备间具有互可操作性。
功用块与结构的规范化使相同功用的设备间具有互换性。
操控功用下放到现场，使操控体系结构具有高度的涣散性。
2.长处
现场总线使自控设备与体系步入信息网络的职业，为其运用开辟了更为宽广的范畴;
一堆双绞线上可接挂多了操控设备，便于节约装置费用;
节约保护开支;
提高了体系的可靠性;
为用户供给了更为灵敏的体系集成主动权。
3.缺陷
网络通讯中数据包的传输推迟，通讯体系的瞬时过错和数据包丢掉，发送与抵达次第的不共同等都会损坏传统操控体系本来具有确实定性，使得操控体系的剖析与归纳变得更为杂乱，使操控体系的功用遭到负面影响。
【工业以太网】
工业以太网是指技能上与商用以太网兼容，但在产品规划上，在实时性、可靠性、环境适应性等方面满意工业现场的需求，是继现场总线之后开展起来，最被认同也最具开展前景的一种工业通讯网络。
工业以太网的实质便是以太网技能办公自动化走向工业自动化。
工业以太网与传统以太网络的比较
【操作要求】
1.工业出产环境的高温、湿润、空气浑浊以及腐蚀性气体的存在，要求工业级的产品具有气候环境适应性，并要求耐腐蚀、防尘和防水。
2.工业出产现场的粉尘、易燃易爆和有毒性气体的存在，需求采纳防爆办法确保安全出产。
3.工业出产现场的振荡、电磁搅扰大，工业操控网络有必要具有机械环境适应性(如耐振荡、耐冲击)、电磁环境适应性或电磁兼容性(EMC)等。
4.工业网络器材的供电，通常是选用柜内低压直流电源规范，大多的工业环境中操控柜内所需电源为低压24V直流。
5.选用规范导轨装置，装置便利，适用于工业环境装置的要求，工业网络器材要能便利地装置在工业现场操控柜内，并简略替换。
【首要规范】
工业以太网是依照工业操控的要求，开展恰当的运用层和用户层协议，使以太网和TCP/IP技能真实运用到操控层，延伸到现场层，而在信息层又尽可能选用IT职业全部有用而又最新的效果，因而，工业以太网与以太网在工业中的运用全然不是同一个概念。
1.IDA的通讯结构和通讯协议
DA是一种彻底树立在以太网基础上的工业以太网规范，将一种实时的根据WEB的散布自动化环境与会集的安全体系结构加以结合，方针是创建一个根据TCP/IP的涣散自动化的处理方案。
2.Ethernet/IP的通讯结构和通讯协议
ODVA除了具有DviceNET和ControlNet，还操控另一个总线EtherNet/IP，它把处于运用层和用户层的DeviceNet和ControlNet的方针库CIP(包含了一切经典的PLC运算)，与以太网物理介质绑缚在一起。
3.PROFlnet的通讯结构和通讯协议
如图，它的数据链路层选用了旨在减小处理通讯栈所需时刻的一种传输协议，然后极大地缩短了网络的改写时刻，确保改写时刻在5~10MS。实时通道除了可进行循环传输外，还可完结非循环(事情触发、进程数据修正、操作指令下达等)传输。一起还要参加网络办理、WEB功用，以及直接集成I/O设备等。
4.HSE的通讯结构和通讯协议
美国的FF(现场总线基金会)选用高速以太网开发的FCS体系操控级以上通讯网络的主干网，操控级以下仍运用H1现场总线，构成信息集成敞开的体系结构，HSE遵从规范的以太网规范。FF在去规范中规则了21中功用块，供根本进程操控和先进进程操控运用。这些规范功用块驻留与HSE相连的现场设备中，只需经过组态就予以链接。为进行杂乱的批处理和混合操控等运用，FF还规则了柔性功用块，支撑数据收集的监控、子体系接口、事情次序、多路数据收集，并可用作与PLC和其他协议通讯的网间衔接器，所以咱们可得出这样一个定论：HSE工业以太网为接连的进程操控工业和断续的制作业所需的接连实时操控供给了各种的处理方案，它为接连进程操控体系、断续制作的操控体系、批量操控体系以及MES、ERP等企业信息办理体系的集成，供给了一种适当老练的工业以太网的规范协议。
【运用于工业操控需求处理的问题】
工业以太网，一般来讲技能上与商业以太网兼容，但在产品规划时，在实时性、可靠性、环境的适应性等方面能满意工业现场的需求，是一种典型的工业通讯网络。与商用以太网比较，工业以太网在以下方面具有特殊要求：
1.要求有高实时性与杰出的时刻确定性
2.传送信息多为短帧信息，且信息交流频频
3.容错才干强，可靠性、安全性好
4.操控网络结构具有高度涣散性
5.操控网络协议简略有用，作业效率高
6.操控设备的智能化与操控功用的自治性
7.与信息网络之间有高效率的通讯，易于完结与信息网络的集成
8.设备的可靠性与环境适应性
9.远距离传输
10.总线供电
11.网络安全性
12.互操作性
【优势】
1.运用广泛
以太网是现在运用最为广泛的核算机网络技能，收到广泛的技能支撑，最典型的的以太网运用方式如：Ethernet+TCP/IP+web。简直一切的编程言语都支撑Ethernet的运用开发。
2.本钱低价
因为以太网的运用最为广泛，因而收到硬件开发商与出产厂商的高度注重与广泛支撑，有许多硬件产品供用户挑选， 并且因为运用广泛，硬件价格也相对低价。
3.通讯速率高
现在以太网的通讯速率为10M、100M的快速以太网也开端广泛运用，1000M以太网技能也逐步老练，10G以太网也正在研讨，其通讯速率比现在的现场总线快得多。
4.软硬件资源丰富
以太网已运用多年，人们对以太网的规划、运用等多方面有许多的经历，对其技能也非常了解。许多的软件资源和规划经历能够明显下降体系开发和培训费用，然后能够明显下降体系的全体本钱，并大大加速体系开发和推行速度。
5.可继续开展才干强
因为以太网的广泛运用，它的反战一向得到广泛的注重和许多的技能投入，构成全球性的技能支撑，并且在当时信息瞬息万变的年代，企业的生计与开展将很大程度上依赖于一个快速而有用的通讯网络办理，信息技能与通讯技能的开展将愈加敏捷，也愈加老练，由此确保了以太网技能不断地继续向前开展。
6.易于完结管控一体化
易于完结操控网络与信息网络的无缝集成，树立共同的企业网络，可完结嵌入式操控器，智能现场测控外表和传感器等便利地接入以太网络，直至与Internet相连。
