根据IMSResearch的一项新的研究表明，随着现场总线技术在工业网络市场的领导面临越来越多的挑战，流程工业中以太网的节点数从2011至2016年增长了近一倍，并且在近一段时期，工业以太网的普及率已经开始反超现场总线成为了主流网络技术。
如何选择工业以太网技术标准至关重要
在今年二月HMS工业网络公司发布的工业网络市场的年度报告中，重点分析了全球工厂自动化中的新安装节点状况，从中也可一窥目前工业通讯的发展趋势。HMS指出，工业以太网和无线网络的增长正在加速，这主要归功于日益增长的对工业设备互连以及工业物联网的需求。工业以太网现在占据了46%的市场份额(去年占38%)，无线技术也在加强，目前占据了6%的市场份额(去年占4%)，现场总线为48%。工业以太网的增长速度高达22%。其中，EtherNet/IP和PROFINET占头把交椅，PROFINET在中欧以及EtherNet/IP在北美都处于市场的主导地位，其后是EtherCAT、Modbus-TCP和EthernetPOWERLINK。
纵观当前工业制造企业所面临的挑战，大致可归纳为：降低产品的上市时间，更低的产品更新时间，更高的产品技术，更大的数据量；增加柔性设备，实现定制化的生产，更高的生产能力，能适应市场快速的变化；提高产品质量，对生产过程中进行实时监控，及时得到质量数据反馈，并作出决策；提高生产能效，更高资源和能源的利用率将会成为未来企业竞争的关键因素之一；能保证数据安全和信息安全。
针对上诉需求趋势，制造企业对于工业通讯的未来需求也将随着市场竞争、挑战的提升，而向着以下几个方向发展：
1.更高带宽，未来的工业通讯要能够提供更高的带宽（100Mbps），并且拥有确定的拓展性；
2.标准统一，基于IP标准的通信应用将大幅度增加；
3.配置灵活，工业以太网将能够自动分配链接设备名称个IP地址；
4.兼容性强，可完全兼容IEEE、IETF、IEC等相关标准。
此外，从工业以太网的发展前景来看，在未来的工业通信市场中，从现场、控制层、车间层、公司层到云平台，从底层到上层，实时通信和开放的网络通信将集成于同一个系统中，实现一个整体的通讯系统。
在目前市场上已有的各种工业以太网标准技术中，有五种不同的重要协议为实时以太网现场总线提供了优越的性价比和开放标准，它们是EtherCAT，EtherNet/IP，以太网Powerlink，PROFINETIRT和SERCOSIII；此外还有其他一些以太网技术标准，但它们的组件在开源社区中没有被充分的公布，或被认为是标准和开放的，其中包括三菱CCLinkField、安川MechatrolinkIII等等。
衡量一个标准是否有发展前景、能否提供长期可行性的方法是检查其市场占有率，这也是目前各个主要厂商加紧市场推广和开拓的目的所在。其次，支持最佳的实现成本，让所有组件都具有真正的互操作性，并且以即插即用的方式工作，也是一项标准成功的先决条件。另外，如果市场上没有太多支持该标准的供应商，就无法通过竞争将成本尽量降低，同时提高标准的质量和稳健性的机会也会较少；更糟糕的是，市场上如果没有太多供应商，用户也不太可能采用该标准，因此，需要大量的供应商和户同时进入这一标准市场，才能引导更多的其他厂商广泛采用这一标准，该标准才会真正具有长期的可行性。
工业以太网建设7要素
网络布局
办公室的网络拓扑布局并不适用于工厂生产层，那里采用的是工厂/机器的以太网拓扑布局。办公室以太网的基础架构通常是由商业级的产品构建，它们在恒温的环境和星型拓扑构建的交换网络中可以很好地发挥作用;而与此不同，工业以太网架构常常要面对多变的意外情况，因此需要具有一些额外的功能，例如高速冗余等。工业以太网会采用多种不同的拓扑网络布局方式(星型、环型、树型、线型)，并使用屏蔽电缆、金属接头，具有更高的耐热耐震性能。此外，工业以太网的交换机一般由相应的自控系统集成商负责配置和维护。
通信协议
对控制系统集成商来说，最要紧的是要认识到以太网只是一个网络架构，要使它能够在自控设备间实现通信，所以你需要一个工业级的通信协议。IEEE802.3以太网标准定义了接线方式、数据读写规则和以太网架构的结构。虽然使用这个网络标准的不同设备可以在同一网段里实现通信，但前提条件是它们必须采用相同的网络协议，或者说“通信语言”。Profinet是一个专为工业应用设计的通信协议，它为分布式I/O、机器与机器间的连通性、机器的安全性以及动作控制提供了相应的功能。
处理能力
这不是单纯地由网络速度的快慢决定的，而是如何快速精确地将数据传输到它该去的地方。网络的处理能力毫无疑问是最关键的因素之一，它的衡量标准是单位时间内的网络数据传输量。而唯一能改进这一性能的方法就是减少通信堆栈中循环周期的次数。Profinet通信堆栈中的循环周期次数比一个标准的以太网TCP/UDP工具要少十几倍。这是由于，Profinet为一些对时间有苛刻要求的重要工作专门设置了一个以太网实时通道，而与此同时，它的配置、诊断、路由以及“大容量数据传输”的通信都通过标准TCP/IP通道完成。
网络配置
网络的设置简单是一方面，但更重要的是，实现通信的编程工作绝对不能太复杂。Profinet能够通过配置而不是编程，来实现设备间的通信。通过一种对象呼应的配置设备之间内部通信的方法，而不是传统的编程调试的方法，系统集成商和最终用户能够节约至少25%的建设以及调试试车的时间。
先期计划
仅考虑眼前的应用是不够的，当前的以太网必须能满足将来所有可能的应用需要。Profinet使用户能按照自己的步调，只采用单一的以太网网络，就能实现一个高度集成的、适用于不同控制功能(如点对点通信、分布式I/O、机器安全性、动作控制以及数据采集)的自控系统。它同样也为今后可能的扩展进行了准备。
旧系统改造
工业以太网的要素并不仅仅局限于以太网本身，如何与现有网络和不同供应商提供的机器集成并正常工作，是必须要考虑的问题之一。既然Profinet使用的是标准以太网交换机，并采用TCP/IP的协议组件，那么基于Profinet的系统应该能适用整个自控网络，而不需要另外增加高端交换机或者特殊的功能，例如IGMPsnooping和VLAN。Profinet同时也提供了将不同供应商的产品接入同一网络的解决办法。通过XML，它将每个机器作为一个部件来处理，相对独立于内部核心的控制系统，这就是以部件为控制单位的自动化概念。
费用
对工业以太网络来说，最重要的费用支出并不是构建网络的组件，而是设计、安装和维护的部分。Profinet和其他类似的工业以太网构架采用IT技术的成果，例如OPC和SNMP，来监视和显示网络的状态。此外，它的诊断功能能够将网络的状态直接在包括PLC和SCADA系统在内的自控系统上反映出来。这样组态设置和故障查找都可以在中央控制室内完成，大大简化了操作。
