怎么运用COTS技能来满意工业操控需求，是以太网现在迫切需求处理的问题，这些问题包含通讯实时性、网络生存性、网络安全、现场设备的总线供电、实质安全、远距离通讯、可互操作性等，这些技能是直接影响以太网在现场设备中的运用。
(1)工业以太网通讯的实时性
为满意工业进程操控要求，工业以太网有必要具有很高的实时性。可是，长期以来，Ethernet通讯呼应的“不确认性”是它在工业现场设备中运用的丧命缺陷和首要妨碍之一，这儿的“不确认”是指由CSMA/CD机制形成数据传输的呼应和时延的“不行猜测和再现”。
但随着以太网带宽的敏捷添加(10/100/1000Mbs)，抵触几率大大减小，加之相关技能的运用，数据传输的实时性不断进步，也使以太网逐步趋于确认性;因此，有些国外自控专家认为：依据杰出规划的以太网体系是确认性的实时通讯体系。经研讨标明，经过精心的规划，工业以太网的呼应时刻小于4ms，可满意简直一切工业进程操控要求。在工业以太网中，完成实时性的机制首要包含如下几个方面：交流式集线器、全双工(Full-Duplex)通讯形式、虚拟局域网(VLAN)技能等等。
(2)工业以太网质量服务(QoS)
QoS是网络的一种安全机制。在正常情况下并不需求QoS，但在工业以太网中选用QoS技能，可认为工业操控数据的实时通讯供给一种确保机制;当网络过载或拥塞时，QoS 能确保重要操控数据传输不受推迟或丢掉，一起确保网络的高效运转。
具有QoS的网络是一种智能网络，它能够区别实时-非实时数据。在工业以太网中，能够运用QoS辨认来自操控层的具有较高优先级的采样数据和操控数据，优先得到处理并转发;而其它具有较低优先级的数据，如办理层的运用类通讯，则相对被拖延。智能网络还有才能阻止对网络的不合法运用，比如不合法拜访操控层现场操控单元和监控单元的终端等，这关于工业以太网的完全性进步有重要作用。为了完成这种智能，具有QoS的网络应包含三个进程： ①分类――具有QoS的网络能够辨认哪种运用发生哪种分组。没有分类，网络就不能确认对特别分组要进行的处理。② 标示化――在辨认分组之后，要对它进行标示，便于其它网络设备方便地辨认这种数据。③优先级――优先级处理能够确保工业进程操控的收集数据和操控数据在网络发生突发高负载时，仍能优先得到转发而不至于发生推迟。
(3)工业以太网的网络生存性
所谓网络生存性，是指以太网运用于工业现场操控时，有必要具有较强的网络可用性，假如任何一个体系组件发生毛病，都会导致操作体系、网络、操控器和运用程序以至于整个体系的瘫痪，则阐明该体系的网络生存才能十分弱。工业以太网的生存性或高可用性包含可靠性、可恢复性、可办理型等三几个方面的内容。
在工业以太网中，网络的可靠性十分重要，需求采纳冗余规划，一起还有必要有一个快速的毛病勘探和自恢复机制以确保网络的可用性。首要CONTROL ENGINEERING China版权一切，毛病勘探和自恢复机制有必要是快速呼应的，假如网络的恢复时刻过长，就不能确保网络的实时性。其次，有必要约束网络毛病的传达，将其对其他传输设备和网段的影响最小化，即除毛病点外，其它网段仍能正常作业。
在通明的交流式以太网中，毛病勘探和自恢复作业实际上便是在该层从头树立拓扑结构，以完成交流机在MAC层的路由功用。现在遍及运用是IEEE802.1D规范。在局域网内的交流机履行了生成树算法今后，会组成一个动态的生成树拓扑结构，该拓扑结构使局域网内恣意两个作业站之间不存在回路，以避免由此发生的局域网播送风暴，一起，生成树算法还担任监测物理拓扑结构的改动，并能在拓扑结构发生改动之后树立新的生成树。例如当一个交流机呈现毛病或某一条链路断了后，能供给必定的容错才能而从头配置生成树的拓扑结构。交流机依据生成树动态拓扑结构的状况信息来保护和更新MAC路由表，终究完成MAC层的路由。
(4)工业以太网的网络安全
以太网和TCP/IP的优势在于其在商业网络的广泛运用以及杰出的开放性，一起也更简单遭到自身技能缺陷和人为的进犯。关于工业以太网CONTROL ENGINEERING China版权一切，安全问题需考虑来自内部和外部两个方面，其安全功用需满意：防备来自外部网络的歹意进犯，约束外部网络非信赖终端对内部网络资源的拜访，避免来自内部网络的进犯以及对操控域资源的非授权拜访，供给工程人员和设备供货商长途毛病诊断和技能支持的确保机制。内网络的安全首要是避免本地用户对设备操控域体系的不合法拜访，外网络安全则是避免外部不合法用户拜访内部网络上的资源和不合法向外传递内部信息，确保企业表里通讯的保密性、完成性和有用性。
在工业以太网中能够采纳的根本安全技能首要有三个方面，即加密技能、辨别交流技能和拜访操控技能，防火墙技能便是拜访操控技能的一种详细表现。
(5)总线供电与安全防爆技能
所谓“总线供电”或“总线馈电”，是指衔接到现场设备的线缆不只传送数据信号，还能给现场设备供给作业电源。总线供电能够削减网络线缆，下降装置复杂性与费用，进步网络和体系的易保护性。特别是在环境恶劣与风险场合，“总线供电”具有十分重要的含义。对现场设备的“总线供电”可选用以下办法：①将以太网的曼彻斯特信号调制到一个直流或低频交流电源上，在现场设备端再将信号分离出来。②不改动以太网物理层协议，而经过衔接电缆中的闲暇线缆为现场设备供给作业电源。榜首种办法尽管可完成与FF等现场总线相共同的“一线二用”，但因为这种办法与传统以太网在物理介质上传输的信号在形式上已不共同，应确保修正协议后的以太网在物理层上与传统Ethernet兼容。
在易燃、易爆的场合，工业现场的智能配备以及通讯设备都有必要采纳必定的防爆技能办法来确保工业现场的安全出产。现场设备的防爆技能首要包含两类，即隔爆型(如增安、气密、浇封等)和实质安全型。以太网体系的实质安全包含几个方面，即工业现场以太网交流机、传输媒体以及依据以太网的变送器和履行机构等现场设备。因为现在以太网收发器自身的功耗都比较大，一般都在六、七十毫安(5伏作业电源)，依据以太网的低功耗现场设备和交流机规划比较困难。相比较而言，在现在的技能条件下，对以太网体系选用隔爆防爆的办法比较可行。即经过对以太网现场设备采纳增安、气密、浇封等隔爆办法，使设备自身的毛病发生的电火能量不会外泄，以确保体系运用的安全性。
(6)互可操作性
互可操作性是指衔接到同一网络上不同厂家的设备之间经过一致的运用层协议进行通讯与互用，功能相似的设备能够完成交换。要处理依据以太网的工业现场设备之间的互可操作性问题，一种有用的办法便是在以太网+TCP(UDP)/IP协议的基础上，制定一致并适用于工业现场操控的运用层技能规范，一起可参IEC有关规范，在运用层上添加用户层，将工业操控中的功用块FB(Function Block)进行规范化，经过规则它们各自的输入、输出、算法、事情、参数，并把它们组成为可在某个现场设备中履行的运用进程，便于完成不同制造商设备的混合组态与调用。
