1、工業(yè)以太網(wǎng)標準先進

    眾所周知20世紀70年代出現(xiàn)的以太網(wǎng)技術(shù)，在基礎(chǔ)通信領(lǐng)域引發(fā)了一場全球性的信息革命。以太網(wǎng)的成功之處在于實現(xiàn)了便捷的網(wǎng)絡(luò)互連，通過以太連接的可以是不同類型、運行不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)備和系統(tǒng)，人和人之間的交流通信變得異常簡單方便。21世紀以來以太網(wǎng)技術(shù)開始應(yīng)用于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，工業(yè)以太網(wǎng)交換機是在商用以太網(wǎng)交換機（IEC8802.3）基礎(chǔ)上研制而成的。

    中企顧問網(wǎng)發(fā)布的《2012-2016年中國物聯(lián)網(wǎng)市場分析預(yù)測與投資方向研究報告》顯示：工業(yè)以太網(wǎng)充分吸收了商用以太網(wǎng)標準透明、開放等優(yōu)點，為機器與機器之間的數(shù)據(jù)通信提供了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺，是未來物聯(lián)網(wǎng)的重要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。同時針對工業(yè)控制實時性、高可靠性的要求，工業(yè)以太網(wǎng)在鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層增加了不同的功能模塊，在物理層增加了電磁兼容性設(shè)計，解決了通信實時性、網(wǎng)絡(luò)安全性、抗強電磁干擾等技術(shù)問題。

    1）與現(xiàn)場總線比較：

    傳統(tǒng)的工業(yè)自動控制系統(tǒng)由各設(shè)備廠商通過現(xiàn)場總線和私有通信協(xié)議實現(xiàn)控制信號和數(shù)據(jù)信號的傳輸。現(xiàn)場總線技術(shù)因其天然的劣勢：

    管理層與控制及現(xiàn)場設(shè)備層采用不同的通信協(xié)議，上下層采用不同的通信協(xié)議無法直通信，管理層不能訪問控制區(qū)域的設(shè)備；

    各類現(xiàn)場總線采用不同的技術(shù)標準，缺乏統(tǒng)一協(xié)議，不能實現(xiàn)透明連接；

    傳輸速率不高，缺乏對其它應(yīng)用如語音、圖像數(shù)據(jù)的支持能力；

    在組網(wǎng)及管理控制上顯得非常局限。而工業(yè)以太網(wǎng)采用統(tǒng)一的通信協(xié)議實現(xiàn)管理層、控制和現(xiàn)場設(shè)備間無縫連接，形成企業(yè)級管控一體化的透明全開放網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)工業(yè)控制通信的“e網(wǎng)到底”。

    2）、與令牌環(huán)網(wǎng)比較

    以太網(wǎng)區(qū)別于其他網(wǎng)絡(luò)的重要特點是，它采用的介質(zhì)訪問控制方法——CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，沖突檢測載波監(jiān)聽多點訪問)是一種非確定性或隨機性通信方式。基本原理是：某節(jié)點要發(fā)送報文時，首先監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，如網(wǎng)絡(luò)忙，則等到其空閑為止，否則將立即發(fā)送，并同時繼續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)；這就會發(fā)生信息碰撞，碰后節(jié)點等待隨機長度的時間后重新發(fā)送。16次后，控制器將停止發(fā)送并向節(jié)點微處理器回報失敗信息。

    令牌總線控制方式在工業(yè)控制領(lǐng)域也應(yīng)用得較多，特點是網(wǎng)絡(luò)上各工作站對總線的控制權(quán)是由令牌來控制的。收到令牌的節(jié)點在一段規(guī)定時間內(nèi)擁有網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的控制訪問權(quán)，并向網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送一幀或多幀信息，當該站傳輸已經(jīng)完成或它占用網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定時間到時，令牌將傳遞到下一邏輯站。由于令牌傳送等技術(shù)都是預(yù)先規(guī)定好的，響應(yīng)時間等可控，因此令牌網(wǎng)又稱為“確定性”網(wǎng)絡(luò)。

    《2010-2015年中國以太網(wǎng)絡(luò)交換機行業(yè)市場研究及投資發(fā)展預(yù)測報告》研究發(fā)現(xiàn)：在負荷較輕時，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度明顯大于令牌網(wǎng)絡(luò)，但隨著負荷的增加以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度就急劇下降，而令牌網(wǎng)絡(luò)卻下降得非常緩慢。可以看出當網(wǎng)絡(luò)負荷低于25%時，以太網(wǎng)網(wǎng)的響應(yīng)速度快。在工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用中通過設(shè)計，可以使網(wǎng)絡(luò)負荷低于10%，完全可以采用以太網(wǎng)來取代令牌網(wǎng)。隨著芯片技術(shù)進步及通信速率的提高，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)負荷的減輕和網(wǎng)絡(luò)傳輸延時的減小，也就意味著網(wǎng)絡(luò)碰撞機率大大下降，因此以太網(wǎng)在工業(yè)控制中也可以完全取代令牌環(huán)網(wǎng)。

    2、逐步廣泛應(yīng)用于電力、軌道交通等多行業(yè)

    隨著企業(yè)信息化與自動控制技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)以太網(wǎng)因其各方面優(yōu)點正逐步應(yīng)用于電力、冶金、石油化工、市政、軌道交通等工業(yè)領(lǐng)域中。據(jù)統(tǒng)計2010年來自上述五個行業(yè)的市場份額之和超過了80%，而電力和軌道交通兩大行業(yè)的市場份額超過了60%。

    工業(yè)交換機一般應(yīng)用于火電廠輔網(wǎng)控制系統(tǒng)中。在大型火電廠，隨著電力現(xiàn)場設(shè)備的增多及其自動化過程的復(fù)雜化，對輔控設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的要求也日益嚴格。大型火力發(fā)電廠的輔助生產(chǎn)車間一般均是由水網(wǎng)、煤網(wǎng)、灰網(wǎng)組成,每一網(wǎng)都可獨立成一個系統(tǒng)，每個控制點相對分散例如對電廠用水、煤、灰的處理中；另外在風(fēng)電、核電和太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，由于應(yīng)用環(huán)境惡劣，其現(xiàn)代通訊保障都是通過工業(yè)交換機來實現(xiàn)的。

    智能電網(wǎng)的大發(fā)展給工業(yè)以太網(wǎng)帶來了巨大機會

    《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》將智能電網(wǎng)的建設(shè)上升為國家戰(zhàn)略，指出要“依托信息、控制和儲能等先進技術(shù)，推進智能電網(wǎng)建設(shè)，切實加強城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)與改造，增強電網(wǎng)優(yōu)化配臵電力能力和供電可靠性”。根據(jù)國網(wǎng)公司“十二五”智能化規(guī)劃，“十二五”期間將新建110千伏及以上智能變電站約5100座，改造110千伏及以上變電站約1000座。到2015年，經(jīng)營區(qū)域110千伏及以上電壓等級智能變電站占變電站總座數(shù)的30%左右。目前智能變電站尚未規(guī)模啟動，隨著技術(shù)標準逐漸統(tǒng)一，智能變電站全面開花存在可能。

    中國智能電網(wǎng)的建設(shè)對工業(yè)交換機主要有2大市場，即數(shù)字化變電站和配網(wǎng)智能改造工業(yè)交換機市場。

    數(shù)字化變電站是指變電站信息的采集、傳輸、處理全過程實現(xiàn)數(shù)字化，且每個環(huán)節(jié)都具備完善的自診斷功能。二次接線大大簡化，二次設(shè)備全部基于標準化、模塊化的微處理器設(shè)計制造，設(shè)備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信，二次設(shè)備不再出現(xiàn)功能裝臵重復(fù)的I/O現(xiàn)場接口；各類設(shè)備通信采用統(tǒng)一開放的協(xié)議，信息可靠性、完整性和實時性得到保證，通信介質(zhì)采用光纖取代傳統(tǒng)的電纜；最終體現(xiàn)在過程層設(shè)備的數(shù)字化，整個站內(nèi)信息的網(wǎng)絡(luò)化，以及開關(guān)設(shè)備實現(xiàn)智能化。

    配網(wǎng)智能改造是指配網(wǎng)主站通過通信網(wǎng)絡(luò)實時收集各種電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，并實時進行分析，然后輔助配網(wǎng)生產(chǎn)管理系統(tǒng)決策，最后通過通信網(wǎng)絡(luò)下達控制指令。因此高質(zhì)量的工業(yè)通信系統(tǒng)是其重要的有機組成部分，發(fā)揮著舉足輕重的作用。

    軌道交通的大發(fā)展給工業(yè)以太網(wǎng)帶來了巨大機會

    交通是工業(yè)交換機的第二大市場，中國近年交通市場發(fā)展尤為迅速，國家將大筆的投資投向了高速鐵路和城市軌道交通的建設(shè)。在高速鐵路行業(yè)中，工業(yè)以太網(wǎng)交換機已被廣泛應(yīng)用于信號控制系統(tǒng)、列車控制系統(tǒng)、鐵路調(diào)度與信息系統(tǒng)、牽引電力控制系統(tǒng)、隧道橋梁監(jiān)控系統(tǒng)、防風(fēng)監(jiān)測控制系統(tǒng)、車站信號調(diào)度系統(tǒng)、車內(nèi)信息系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)中。在城市軌道交通行業(yè)中，工業(yè)以太網(wǎng)交換機已被廣泛應(yīng)用于乘客信息系統(tǒng)、數(shù)字閉路應(yīng)用電視系統(tǒng)、自動售檢票系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)消防監(jiān)控系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)等網(wǎng)絡(luò)中。

    煤炭、冶金、石油天然氣以及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)都給工業(yè)以太網(wǎng)帶來很大發(fā)展空間。

    3、行業(yè)正處于導(dǎo)入期，市場空間寬廣

    工業(yè)以太網(wǎng)在中國的真正興起也是從2008年左右開始的，有數(shù)據(jù)顯示截止到2010年底，中國各類現(xiàn)場總線節(jié)點數(shù)達1780萬，工業(yè)以太網(wǎng)安裝節(jié)點數(shù)僅19.2萬，僅占現(xiàn)場總線節(jié)點數(shù)的1.08%。雖然存量較小，工業(yè)以太網(wǎng)顯現(xiàn)出了較好的增長態(tài)勢，其增長速度遠高于現(xiàn)場總線。2010年我國工業(yè)以太網(wǎng)安裝節(jié)點數(shù)同比增長39.1%，而現(xiàn)場總線安裝節(jié)點數(shù)僅同比增長15.6%。

    作為新興產(chǎn)業(yè)，全球工業(yè)以太網(wǎng)行業(yè)目前正處于產(chǎn)業(yè)發(fā)展的導(dǎo)入期，最近十年的增長速度遠高于互聯(lián)網(wǎng)和現(xiàn)場總線的增長速度。

    根據(jù)各個行業(yè)的十二五”規(guī)劃情況看，中企顧問網(wǎng)推算我國工業(yè)以太網(wǎng)交換機年均市場容量約在15.6億元至44.9億元之間，區(qū)間中值在30億元，是2010年市場規(guī)模10億元的3倍。