幾十年來，隨著自動化行業越來越多地利用以太網的卓越帶寬、成本效益和普遍熟悉度，以太網解決方案在傳統現場總線上取得了進展（就其絕對用戶數量和在所有工業節點中所占的百分比而言）。雖然以太網曾經是不確定的，無法可靠地用于控制系統，但此后它已經發展并被納入許多協議中，例如PROFINET，EtherNet/IP，以太網Powerlink和EtherCAT，甚至可以處理運動控制等高要求的應用。???

從長遠來看，工業以太網似乎將進一步轉變為支持時間敏感網絡（TSN）的底層網絡。TSN基本上是IEEE 802.1和802.3標準的一組擴展，起源于音頻視頻橋接項目，該項目最初是為專業音頻和視頻流的確定性同步而設計的。TSN的理想是創建以下東西：

可供全球供應商使用的開放、可互操作的標準

能夠對來自低優先級融合流量的關鍵流量提供免疫力1

易于使用、配置并整合到現有網絡基礎架構中

經濟實惠，能夠將多種類型的流量融合到同一線路上

實時，得益于低抖動保證延遲和關鍵控制環路的零擁塞

近年來，與TSN相關的發展有很多重要進展，包括2016年2月由博世力士樂、施耐德電氣、思科、TTTech、National Instruments和Kuka推出的世界上第一個TSN測試平臺。2雖然制造商、汽車制造商和其他公司都在等待并為TSN做出貢獻，但其他形式的工業以太網繼續蓬勃發展，這表明我們可以預期在未來幾年內，即使不是完全放棄現場總線，也會進一步遠離。

隨著TSN的出現，工業以太網解決方案的銷售額繼續上升

現場總線在以太網方面取得了巨大的領先優勢，直到最近 15 年左右才成為可行的替代方案。同樣重要的是要記住，從4 mA到20 mA到現場總線的改變比后來從現場總線到以太網的轉變要重要得多。對于4 mA至20 mA，模擬信號必須通過具有單個標量值的許多不同的導線運行。相比之下，使用現場總線，最終可以整合到具有實際值和狀態信息的數字網絡中。

以太網是一種類似于現場總線的數字網絡。盡管如此，它對現場總線的改進還是很大的。隨著工業物聯網（或工業4.0）成為焦點，與現場總線相比，以太網的可擴展性和帶寬將變得更加重要。它還允許將許多專用網絡和基礎設施整合到更具成本效益的自動化平臺中。

“工業以太網是關于創建自動化網絡;不同之處在于，工業以太網將網絡擴展到控制工程師的領域之外，“PI北美技術營銷總監Michael Bowne在《自動化世界》的一篇文章中解釋道。3“為了更好地理解這種差異，請考慮安全應用。過去，除了現有的自動化網絡外，還需要一個單獨的專用接觸器和繼電器安全系統。如今，所有這些接觸器都可以連接到工業以太網，從而消除了額外的布線。用戶還可以用安全邏輯控制器替換許多繼電器。

這些類型的好處有助于提高PROFINET（Bowne在他的文章中重點介紹）以及EtherNet/IP等的市場份額。2016年2月的一份報告發現，所有以太網協議約占所有已安裝節點的38%，而現場總線約占58%（其余4%是無線的，如藍牙和Wi-Fi，這是今年首次調查）。4雖然兩者之間的差距無疑很大，但自2015年以來，它實際上已經縮小，當時現場總線市場的規模仍然是以太網市場的兩倍。

各個協議的細分顯示：

PROFIBUS 再次成為整體領導者，約占所有節點的 17%。

在以太網解決方案中，EtherNet/IP以9%的比例位居全球領先地位，勉強超過PROFINET的8%和“其他以太網”的8%。

2015年至2016年間，現場總線整體增長率為7%;與此同時，以太網解決方案激增20%

以太網增長率令人印象深刻，因為與2015年相比，以太網增長率實際上有所增加（20%對17%），盡管今年的節點總數比去年更多

協議采用因地區而異;例如，在歐洲和中東，PROFIBUS占據了榜首，而PROFINET增長最快。

然而，常見的工業協議網絡在美國占據主導地位，EtherNet/IP和DeviceNet都位居榜首。

在亞洲，沒有明確的領導者，只有通常的嫌疑人，包括PROFINET，EtherNet/IP，Modbus和CC-Link。?

展望未來，IIoT可能成為以太網和無線技術采用的重要驅動力

展望工業以太網市場的未來

盡管工業以太網已經存在了一段時間，但直到最近幾年才真正進入工廠和其他環境。之前的結果表明，它仍然有很大的增長空間。

根據Technavio的數據，到2019年，工業以太網銷售額預計將以平均約9.5%的速度攀升。5推動這一趨勢的因素包括采用以太網（現在是一種熟悉的辦公技術）的相對容易程度，以及能夠以比現場總線更高的速度移動大量數據。

以太網設備的演變

在本十年的剩余時間里（除了與TSN相關的發展之外），需要注意的一件事是以太網設備將如何發展，以適應整個IIoT的新用例和環境。例如，當以太網首次進入工廠時，RJ45連接器（在PC等消費電子產品以及網絡交換機等數據中心設備上已經無處不在）是最受歡迎的以太網連接線。RJ45 只是以太網連接器的一種類型。

在整個以太網市場中仍然如此，但在許多工廠中，RJ45已被M12連接器取代，M12連接器提供更強大的保護，免受工業環境中常見的振動，沖擊和其他壓力。隨著IIoT和TSN現在出現在雷達上，我們可能會看到從M12到M8的轉變，以便使用更小的I / O模塊并容納更小的設備。

M8 支持高數據傳輸速率（高達 100 Mbps），還提供入口保護，這使其成為各種工業應用的理想選擇。除了連接器類型的更新外，布線也可能發生變化，特別是隨著電信基礎設施協會對 8 類電纜進行標準化。

以太網和危險設置

以太網在未來幾年有許多可能的擴展領域。一個有前途的行業涉及危險的工業環境，傳統現場總線長期以來一直處于領先地位。PROFIBUS和其他公司仍然是此類設置的中流砥柱，但工業以太網的潛力將使其越來越難以放棄。

“另一個擴展領域將是危險場所的以太網，PROFIBUS，Foundation Fieldbus和AS-I目前處于領先地位，”圖爾克連接產品經理Laura Schweitz在機器設計的一篇文章中解釋道?！半S著工程師和系統集成商希望獲得其他行業已經通過以太網享受的更快速度和高級連接，這種趨勢正在出現。

這些用例和其他用例說明了為什么工業以太網具有陽光明媚的增長前景。它可能仍然落后于全球現場總線，但由于當今工業以太網協議的使用越來越多，以及標準化TSN的逐步推出，差距應該會繼續縮小。

審核編輯：郭婷