以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的比較

(1) 物理層
　　 　　現(xiàn)場(chǎng)總線
　　 　　A. 傳輸介質(zhì)：多數(shù)采用屏蔽雙絞電纜（RS-485）、光纖、同軸電纜，以解決長(zhǎng)線傳輸、數(shù)據(jù)傳輸速率和電磁干擾等問(wèn)題。也有無(wú)線傳輸方案，以適應(yīng)不同場(chǎng)合需要。
　　 　　B. 插件：各種防護(hù)等級(jí)工業(yè)級(jí)的接插件。
　　 　　B． 線供電及本質(zhì)安全：如IEC61158-2，用于流程控制及要求防爆功能的場(chǎng)合。
　　 　　D. 編碼：異步 NRZ、位同步曼徹斯特編碼等。
　　 　　E. 傳輸速率：9.6k~12M
　　 　　以太網(wǎng)
　　 　　A. 傳輸介質(zhì)：UTP3類線、UTP5類線、 屏蔽雙絞電纜、光纖、同軸電纜, 無(wú)線傳輸?shù)慕鉀Q方案。
　　 　　B. 插件：RJ45、AUI、BNC
　　 　　C. 總線供電及本質(zhì)安全：無(wú)。
　　 　　D. 編碼：同步、曼徹斯特編碼。
　　 　　E. 傳輸速率：10M、100M
　　 　　(2) 介質(zhì)訪問(wèn)控制方式
　　 　　現(xiàn)場(chǎng)總線：
　　 　　現(xiàn)場(chǎng)總線的介質(zhì)訪問(wèn)控制方式要滿足工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的要求，即通信的實(shí)時(shí)性和確定性。確定性指站點(diǎn)每次得到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)間隔和時(shí)間是確定的；實(shí)時(shí)性指網(wǎng)絡(luò)分配給站點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間和間隔可以保證站點(diǎn)完成它確定的任務(wù)。
　　 　　目前現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)采用的介質(zhì)訪問(wèn)控制方式主要有：令牌、主從、生產(chǎn)者/客戶（producer/consumer）
　　 　　以太網(wǎng)
　　 　　CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè))是以太網(wǎng)（或IEEE802.3）采用的介質(zhì)訪問(wèn)控制方式，如果不是這樣就不是以太網(wǎng)（或IEEE802.3）；比如采用令牌調(diào)度方式，應(yīng)是基于IEEE 802.4令牌總線網(wǎng)。
　　 　　根據(jù)CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè))機(jī)理，它不能滿足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性和確定性要求。由于以太網(wǎng)與CSMA/CD具有對(duì)等的技術(shù)內(nèi)涵，可以說(shuō)以太網(wǎng)不是傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)要求的實(shí)時(shí)性和確定性網(wǎng)絡(luò)。
　　 　　
　　 　?。?）傳輸效率：不同網(wǎng)絡(luò)對(duì)報(bào)文長(zhǎng)度有一個(gè)限制。在網(wǎng)絡(luò)報(bào)文中，除了有效傳輸數(shù)據(jù)之外，還有一些作為同步、地址、校驗(yàn)等附加字段。有效數(shù)據(jù)字段與附加字段之比反映的網(wǎng)絡(luò)有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)男剩蛘哒f(shuō)反映一次有效數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇鷥r(jià)。通常報(bào)文格式如下:
　　 　　<報(bào)文格式>
　　 　　傳輸效率=有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)/[全部附加字段長(zhǎng)+有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)]
　　 　　
　 　 　　以太網(wǎng)全部附加字段長(zhǎng)=26字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)=1500字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)=1字節(jié)（小于46時(shí)填0）最大傳輸效 率=1500/（1500+26）=98.3%最小傳輸效率=1/（1+26+45）=1.39% 現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS全部附加字段長(zhǎng)=11字節(jié)最大有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)=244字節(jié)最小有效數(shù)據(jù)長(zhǎng)=1字節(jié)最大傳輸效 率=244/（244+11）=95.69%最小傳輸效率=1/（1+11）=8.33%
　　 　　工業(yè)網(wǎng)典型傳輸數(shù)據(jù)量（字節(jié)） 傳輸效率 工業(yè)網(wǎng)典型傳輸數(shù)據(jù)量（字節(jié)） 傳輸效率
　　 　　8 11.11% 8 42.11%
　　 　　16 22.22% 16 59.26%
　　 　　24 33.33% 24 68.57%
　　 　　32 44.44% 32 74.42%
　　 　　40 55.55/5 40 78.43%
　　 　　48 64.86% 48 81.36%
　　 　　56 68.29% 56 83.58%
　　 　　64 71.11% 64 85.33%
　　 　　128 83.11% 128 92.09%
　　 　　<以太網(wǎng)與PROFIBUS參數(shù)比較>
　　 　　
　　 　　(3) 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息規(guī)范及功能規(guī)范
　　 　　現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信息格式及功能描述規(guī)范稱為”行規(guī)”(Profile), 行規(guī)可有效實(shí)現(xiàn)各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備應(yīng)用層互聯(lián)。
　　 　　例：PROFIBUS行規(guī)：
　　 　　▼NC/RC行規(guī) (機(jī)器人、數(shù)控行規(guī))
　　 　　▼各種速度驅(qū)動(dòng)器的行規(guī)
　　 　　▼操作員控制和過(guò)程監(jiān)視 (HMI) 行規(guī)
　　 　　▼對(duì)編碼器的行規(guī)
　　 　　▼控制器間通信的行規(guī)
　　 　　▼樓宇自動(dòng)化的行規(guī)
　　 　　▼低壓開關(guān)裝置的行規(guī)
　　 　　▼溫度、壓力、液位、流量變送器和定位器等行規(guī)