以太網增加了工業系統中決定論的影響力

有一段時間，工業網絡中的決定論主要是協調運動和數控風格的應用。 1 它人們普遍認為，在石油和天然氣，風力發電，甚至某些類型的制造業等領域的核心應用，絕不會真正要求決定論能夠提供明顯的效率提升。

為什么決定論曾經是僅限于少數應用

這種假設的原因是什么？對于初學者來說，以太網速度可以持續數十年的增長，以及逐步用基于以太網的協議替代串行網絡（例如，Modbus ? TCP，EtherNet / IP ?和PROFINET ?）意味著自動化和控制系統不斷變得更快，并獲得更多帶寬。從這些轉變中獲得的收益足以使確定性的好處在相比之下成為次要的。

在標準（IEEE 802.3以太網）中確保確定性的實際問題 - 或者更確切地說，阻礙 - 最初沒有包含它。盡管以太網的帶寬始終高于半雙工和固有的確定性串行連接，如RS-232和RS-485，但在20世紀90年代編碼全雙工交換式以太網和商業開發之前，其響應的時間框架是不可預測的。工業以太網協議。

像PROFINET這樣的協議象征著以太網解決方案如何解決工業網絡中的確定性和易于實施的問題。 PROFINET實際上定義了針對不同響應范圍設計的三種協議，從100 ms到小于1 ms。 2 為了實現差異化，它繞過標準TCP / IP（適用于三層中要求最低的）處理工作負載需要實時或同步的實時性能以適應更快的周期時間。

PROFINET也是一種開放式協議，盡管許多供應商已經為自己的目的進行了修改。與EtherCAT等替代產品一樣，它承諾在現有系統中進行相對簡單且經濟高效的集成，并在應用層進行大部分更改。此外，大型供應商生態系統有助于整體實施。這些優勢以及以太網的一般發展使得實現確定性不僅在以運動為中心的體系結構中變得越來越可行，而且在諸如PLC系統之類的更簡單的事情中也越來越可行。

以太網如何實現更廣泛的使用決定論

或許具有諷刺意味的是，以太網是一種不確定的標準，為各種工業系統的決定論鋪平了道路。它仍然很快，可以長距離使用，并且能夠在單根線上傳輸多種類型的數據。重要節點不再需要如此緊密地定位在一起以確保準時交付，就像某些專有現場總線的情況一樣。布線也得到了簡化，使得通過以太網確定性更具吸引力，因為它有助于簡化管理和成本。

“此功能過去僅存在于獨立解決方案中，例如功能安全，狀態監控和數據采集系統，“ 1 EtherCAT技術集團的Joey Stubbs在2012年告訴 Automation World 。”對于用戶來說，這會降低成本并減少編程工作量，同時增加整個系統的診斷功能。現在，這些子系統可以簡單地實現為主控制器中的軟件模塊，并且可以自由地傳遞所有變量，診斷和狀態，而不是為每個子系統分別提供單獨的硬件附件。“

當然，將確定性添加到網絡可能會產生互操作性和通信的復雜性，因為另一層正在被添加到基本TCP / IP中，而PROFINET則用于其更高性能的協議。制造商必須確保他們使用滿足其特定業務要求的以太網解決方案供應商。確定性可以在許多系統中產生顯著的增益，并且它們可以在應用程序的整個生命周期中真正累加。