1,、通信的非確定性

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不同于普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的最大特點在于它必須滿足控制作用對實時性的要求,，即信號傳輸要足夠快和滿足信號的確定性,。實時控制往往要求對某些變量的數(shù)據(jù)準確定時刷新,。由于以太網(wǎng)采用CSMA/CD方式，網(wǎng)絡(luò)負荷較大時,，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性不能滿足工業(yè)控制的實時要求,，故傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)難以滿足控制系統(tǒng)要求準確定時通信的實時性要求，一直被視為“非確定性”的網(wǎng)絡(luò),。

2,、通信非實時性

在工業(yè)控制系統(tǒng)中，實時可定義為系統(tǒng)對某事件的反應(yīng)時間的可測性,。也就是說,，在一個事件發(fā)生后，系統(tǒng)必須在一個可以準確預(yù)見的時間范圍內(nèi)做出反映,。然而,，工業(yè)上對數(shù)據(jù)的傳遞的實時性要求十分嚴格，往往數(shù)據(jù)的更新是在數(shù)十ms內(nèi)完成的,。而同樣由于以太網(wǎng)存在的CSMA/CD機制,，當(dāng)發(fā)生沖突的時候，就得重發(fā)數(shù)據(jù),，最多可以嘗試16次之多,。很明顯這種解決沖突的機制是以付出時間為代價的。而且一但出現(xiàn)掉線,，那怕是僅僅幾秒種的時間,，就有可能造成整個生產(chǎn)的停止甚至是設(shè)備，人身安全事故。

3,、商用以太網(wǎng)不具備高穩(wěn)定性與可靠性

傳統(tǒng)的以太網(wǎng)在設(shè)計之初并不是為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計的,，沒有考慮工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的惡劣的工況，嚴重的線間干擾以及機械,、氣候,、塵埃等條件的惡劣，而且以太網(wǎng)的抗干擾（EMI）性能非常差,，應(yīng)用于危險場合時,，不具備本質(zhì)安全性能。因此對設(shè)備的工業(yè)可靠性提出了更高的要求,。同時在生產(chǎn)環(huán)境中工業(yè)網(wǎng)絡(luò)必須具備較好的可靠性,，可恢復(fù)性，以及可維護性,。即保證一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中任何組件發(fā)生故障時,，不會導(dǎo)致應(yīng)用程序，操作系統(tǒng),，甚至網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的崩潰和癱瘓,。

4、安全性問題

在工業(yè)生產(chǎn)過程中,，很多現(xiàn)場不可避免地存在易燃,、易爆或有毒氣體等，對應(yīng)用于這些工業(yè)現(xiàn)場的智能裝置以及通信設(shè)備,，都必須采取一定的防爆技術(shù)措施來保證工業(yè)現(xiàn)場的安全生產(chǎn),。在目前技術(shù)條件下，對以太網(wǎng)系統(tǒng)采用隔爆,、防爆的措施比較可行,，即通過對Ethernet現(xiàn)場設(shè)備采取增安、氣密,、澆封等隔爆措施,，使現(xiàn)場設(shè)備本身的故障產(chǎn)生的點火能量不外泄，以保證系統(tǒng)運行的安全性,。對于沒有嚴格的本安要求的非危險場合,，則可以不考慮復(fù)雜的防爆措施。

工業(yè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全是工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用必須考慮的另一個安全性問題,。工業(yè)以太網(wǎng)可以將企業(yè)傳統(tǒng)的三層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，即信息管理層、過程監(jiān)控層,、現(xiàn)場設(shè)備層,，合成一體,，使數(shù)據(jù)的傳輸速率更快、實時性更高,，并可與Internet無縫集成,，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，提高工廠的運作效率,。

5,、總線供電問題

總線供電（或稱總線饋電）是指連接到現(xiàn)場設(shè)備的線纜不僅傳輸數(shù)據(jù)信號，還能給現(xiàn)場設(shè)備提供工作電源,。以太網(wǎng)從設(shè)計之初就沒有考慮到這一問題,，而工業(yè)現(xiàn)場存在著大量的總線供電需求。

正因為有以上諸多問題,，普通的商用以太網(wǎng)是不能夠直接用于工業(yè)現(xiàn)場的控制的,。為了解決這些問題工業(yè)以太網(wǎng)便應(yīng)運而生。

以太網(wǎng)

以太網(wǎng)是現(xiàn)實世界中最普遍的一種計算機網(wǎng)絡(luò),。以太網(wǎng)有兩類：第一類是經(jīng)典以太網(wǎng),，第二類是交換式以太網(wǎng),，使用了一種稱為交換機的設(shè)備連接不同的計算機,。經(jīng)典以太網(wǎng)是以太網(wǎng)的原始形式，運行速度從3~10Mbps不等,；而交換式以太網(wǎng)正是廣泛應(yīng)用的以太網(wǎng),，可運行在100、1000和10000Mbps那樣的高速率,，分別以快速以太網(wǎng),、千兆以太網(wǎng)和萬兆以太網(wǎng)的形式呈現(xiàn)。

以太網(wǎng)的標準拓撲結(jié)構(gòu)為總線型拓撲,，但目前的快速以太網(wǎng)（100BASE-T,、1000BASE-T標準）為了減少沖突，將能提高的網(wǎng)絡(luò)速度和使用效率最大化,，使用集線器來進行網(wǎng)絡(luò)連接和組織,。如此一來，以太網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)就成了星型,；但在邏輯上,，以太網(wǎng)仍然使用總線型拓撲和CSMA/CD（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetecTIon，即載波多重訪問/碰撞偵測）的總線技術(shù),。

以太網(wǎng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)上無線電系統(tǒng)多個節(jié)點發(fā)送信息的想法,，每個節(jié)點必須獲取電纜或者信道的才能傳送信息，有時也叫作以太（Ether）,。（這個名字來源于19世紀的物理學(xué)家假設(shè)的電磁輻射媒體-光以太,。后來的研究證明光以太不存在。）每一個節(jié)點有全球唯一的48位地址也就是制造商分配給網(wǎng)卡的MAC地址，以保證以太網(wǎng)上所有節(jié)點能互相鑒別,。由于以太網(wǎng)十分普遍,，許多制造商把以太網(wǎng)卡直接集成進計算機主板。