Ethernet TCP/IP技術與Devicenet、Controlnet和Profibus這些源于工業本身的通信協議不同，它最初并不是一種工業協議。然而，以太網作為一種網絡技術，其實很長時間以來一直在我們周圍應用著，它早已發展成為一種能夠在不同平臺間進行廣泛便捷的信息訪問的重要手段。畢竟以太網就是構建因特網的基礎性技術，其歷史久遠，應用廣泛，容易被非專業的工程技術支持人員掌握，是一種成本較低的網絡技術方案。以太網技術允許信息在網內傳遞，尤其是還支持跨網絡邊界的信息傳遞，因此它同樣成為工業環境下重要的通信工具。

Ethernet/IP是現有商用以太網技術的一種工業拓展，在商用以太網基礎上采用了通用工業協議（CIP），CIP與Devicenet協議中所用的上層協議和對象模型是一致的。CIP允許產品開發員、系統集成商和最終用戶可以為來自多個供應商的設備建立相同的對象和描述文件，使設備之間具有即插即用的互操作性。

基于CIP的網絡技術的支持和推廣組織是開放式設備網絡供貨商協會（ODVA），一個由包括羅克韋爾自動化在內的多個自動化廠商組成的國際性組織。ODVA對基于CIP的開放技術的開發工作進行管理，并通過一定的工具、培訓和市場活動等手段對制造商和用戶進行相應的CIP技術支持。

此外，ODVA還提供產品一致性測試，幫助確認產品符合CIP協議規范，能夠在多個供應商系統上順利運行。

以太網在生產線上的優勢

生產設備的通信不便必然造成生產線上的問題。Ethernet/IP的優勢就在于，它能夠在需要的時間和地點傳遞正確的信息，并進行正確的控制。商用以太網技術與Controlnet技術相比，網絡健壯性不足，而與Devicenet相比則擴展性方面又不夠，Ethernet/IP在網絡連接過程中很好地彌補了商用以太網技術在這兩方面的欠缺。由于Ethernet/IP實現了設備在更寬的網絡中即插即用的連接，故通過Ethernet/IP連接的系統可以利用一個標準的Web瀏覽器，傳遞診斷信息。例如，當一個傳動裝置的警告或故障信號被觸發時，相應的文本通知消息就可以同樣通過Ethernet/IP傳送到尋呼機或者移動電話上。

以太網連接技術的最大優勢之一，就是無論是診斷數據還是控制信號，都能在網絡內部和不同網絡之間進行流動。其實，它在實際現場工程中還有一大優勢，就是能節省大量的勞動力和材料成本，因為它不需要安裝那么多現場I/O模塊機架，也節省了遍布各處的通信線纜。例如，離散的或者點對點連接的傳動設備，需要大量的離散和模擬I/O模塊，并要通過電纜連接到控制面板以及實現面板互連。另一方面，在安裝過程中用戶也必須花時間來弄清楚連線情況。以后一旦I/O運行有了問題，用戶還得重新識別連線。利用Ethernet/IP網絡技術，則可以避免上述問題。

以太網通過管道和中繼技術，用一條單一電纜取代了眾多的接線。大量的傳動設備都可以通過這條電纜聯網，而且一旦建立了以太網連接，設備的功能測試就成為一件非常簡單的事情，用戶只需要從任何一臺PC上直接“Ping”一下希望測試的設備即可。

利用軟件工具，Ethernet/IP賦予用戶一個系統的可視化窗口，使其能夠完全訪問計量數據、診斷值、配置參數和故障信息等。因為能夠及時看到這些信息，現場人員就有時間在生產線問題影響到后續流程之前就對其加以更正和處理。另外，如果發生了一個系統故障，維修人員將及時得到故障信息，從而有助于解決問題。

當一個傳動裝置或電機裝置的運行即將超出所設定的參數范圍時，傳動裝置軟件或控制器軟件就會立刻直接向用戶發出通知讓用戶知道這種情況。該傳動配置軟件可以給現場人員發送E-mail警報或者頁面警報，其選項包括：“問題發生前發送”、“問題或故障發生后發送”、“警報或故障清除后發送”等。E-mail信息中將出現一個超級鏈接，點擊它可以自動生成一個Web瀏覽頁面，然后直接聯系到發出警報的傳動裝置上。

瀏覽器還會另外提供一個軟件工具，進一步實現對信息的完全訪問。Ethernet/IP軟件不但為第一線的設備支持直接提供了有用的工具，Ethernet/IP還為機械制造商提供了一種高效低成本的故障檢修方法，讓他們更容易簽定技術支持合同。這種在線維護能力大大節省了用戶成本，讓工程師們不用在廣闊的現場區域四處巡視、維修和調校系統設備。

穩定可用的無線以太網技術可以讓設備生命周期維護更為簡單，使維護人員可以自由在線漫游到任何發生問題的地方。一塊安裝在移動電腦或手持設備上的無線以太網卡、工廠現場的無線訪問接入點是保持無線網絡連接的必要條件。這樣一來，移動電腦在提供問題報警手段的同時，還充當了修復問題的工具的角色。

Ethernet/IP協議應用于采礦過程

采礦行業中的自動化設備也傾向于采用開放性標準，來為設備提供開放網絡通信和互操作性的優勢。

David Reid是澳洲昆士蘭先進技術研究中心專門從事CSIRO勘探采礦技術的高級研究員。Reid正在試圖通過采礦應用中的實時自動化（RTA）技術，實現采礦設備的標準化控制。為實現這一任務，他選擇了Ethernet/IP協議。

“作為自動化項目的一部分，我們還引進了一些使能技術，其中相當一部分還是軍事專用的慣性導航系統，以及堅固耐用的無線以太網產品”，Reid說道，“地下的采礦環境是相當惡劣的，采用標準技術是主要手段，因而在采用新技術方面，采礦業顯得比通用行業落后一些。”

為了應對地下的惡劣環境，在90t重、50英尺長的自動化剪煤機上安裝了慣性導航系統。自動化剪煤機在地下的移動速度達到50英尺/min以上，因此在這種移動剪切機上的導航系統必須封裝在一個金屬盒子中。這個金屬盒是利用至少35mm厚的固體金屬板材焊接而成的，然后才被焊在或者鉚在剪切機上。

“我們需要一種通信和控制標準來實現現有設備和新設備之間的互操作，并滿足采煤業用戶對非專有的開放系統的需求”，Reid談到。

這一采礦業的標志性項目得到了澳洲采煤行業協會的資助。CSIRO研發的技術和RTA必須適用于多家供應商提供的多種采煤設備，為此，他們從眾多的協議中選擇了Ethernet/IP。其選擇主要基于以下原因：

(1)盡管項目最初的需求不是很多，但以后會大量出現新的需求。例如，最終可能會需要在設備上安裝工業相機。
(2)條件監測將收集環境變化數據，這將涉及大量的文件信息傳輸。
(3)系統不但包括通用的硬接線式的以太網，CSIRO還計劃采用無線以太網來實現移動剪切機的大范圍通信。相比之下，無線電波將比電纜更能適應這樣的惡劣環境。

“由于工程隊伍在與有名設備裝置打交道，所以傾向于選擇一種廠商提供的簡單的TCP/IP協議” Reid先生說，“但我們避免了這樣的結果，因為我們還是希望保持系統將來的開放性、可擴展和易維護。CIP協議的優勢已經通過Devicenet得到了證明，而且這個協議規范是公用的，可以得到廣泛支持。”

該項目還需要一臺中央過程控制器作為Ethernet/IP中央服務器。現有的設備，包括剪切機、防滲漏支持系統和慣性導航系統等，都將作為Ethernet/IP服務器。

原載MM《現代制造》雜志(