ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา Ethernet Technology เป็นตัวเปลี่ยนเกมสำหรับอุตสาหกรรมในหลากหลายพื้นที่ตั้งแต่วันแรก ๆ ของเครือข่ายท้องถิ่นไปจนถึงเครือข่ายบรอดแบนด์ในภายหลังไปจนถึงอินเทอร์เน็ตในปัจจุบัน และตอนนี้ส่วนประกอบสำคัญของเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตกำลังถูกนำมาใช้ในสนามควบคุมอุตสาหกรรมการขับเคลื่อนวิวัฒนาการและวิวัฒนาการของระบบนิเวศการผลิตทั้งหมด
ในความเป็นจริงเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตแบบดั้งเดิมและโปรโตคอล TCP/IP ได้ถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายปีในอุตสาหกรรมการผลิตสำหรับองค์กรและระบบข้อมูลเครือข่ายร้านค้าและระบบการจัดการสำหรับการดำเนินงานการผลิต แต่ไม่ค่อยมีการโต้ตอบและการสื่อสารของข้อมูลการควบคุมและข้อมูล ภายในเครื่องและสายการผลิตจริง
ตัวควบคุมเครื่องเอง (เช่น PLC, IPC ... ) และการเชื่อมต่อกับแอคชูเอเตอร์ (เช่นไดรฟ์มอเตอร์ ... ) ฯลฯ ) และการมีปฏิสัมพันธ์กับแอคทูเอเตอร์ (เช่นไดรฟ์, มอเตอร์ ... ) การสื่อสารระหว่างตัวควบคุมเครื่องเอง (เช่น PLC, IPC ฯลฯ ) และแอคทูเอเตอร์ (เช่นไดรฟ์, มอเตอร์ ... ) และเซ็นเซอร์ต้องใช้เสมอ การใช้บัสควบคุมภาคสนามที่กำหนด การใช้โปรโตคอล TCP/IP แบบดั้งเดิมข้อกำหนดการกำหนดเวลาแบบเรียลไทม์สำหรับการสื่อสารจากการควบคุมเครื่องจักรไปยังเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ไม่สามารถรับรู้และปฏิบัติตามได้ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับใช้เป็นบัสชั้นควบคุมสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม
อย่างไรก็ตามในอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์ผู้สร้างเครื่องจักร (เช่นผู้ที่สร้างเครื่องซีเอ็นซีอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ... ) กำลังเห็นการใช้ TCP/IP เป็นรถบัสชั้นควบคุม อย่างไรก็ตามผู้สร้างเครื่องจักรในอุตสาหกรรมการผลิตอุปกรณ์ (เช่นผู้ที่ทำเครื่องซีเอ็นซีอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ ... ) ดูค่าในการใช้ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ซ้ำในการตั้งค่าเครือข่ายที่ใช้ TCP/IP นี่เป็นเพราะการเติบโตอย่างระเบิดของอินเทอร์เน็ตได้สร้างมาตรฐานทางเทคนิคที่พบบ่อยในวงกว้างสำหรับส่วนประกอบการสื่อสารอีเธอร์เน็ต (เช่นการ์ด, สายเคเบิล, ตัวเชื่อมต่อ ... ) เนื่องจากการเติบโตอย่างระเบิดของอินเทอร์เน็ตได้สร้างมาตรฐานทางเทคนิคที่พบบ่อยสำหรับส่วนประกอบการสื่อสารอีเธอร์เน็ต (เช่นการ์ดสื่อสารสายเคเบิลตัวเชื่อมต่อ ... ) ค่าใช้จ่ายของการ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่ายเหล่านี้ (NICS) และสายเคเบิล TCP ได้ลดลงอย่างมาก เศษส่วนหรือแม้แต่ค่าใช้จ่ายของสายเคเบิลสนามอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมและบัตรเก็บข้อมูล (การ์ด DAQ) เป็นผลให้การใช้ฮาร์ดแวร์อีเธอร์เน็ตประเภทนี้ซ้ำจะช่วยให้องค์กรต่างๆได้รับการออมทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการกำหนดค่าภาคสนามแบบดั้งเดิมโดยเฉพาะในอุตสาหกรรม
ผลกระทบทางเศรษฐกิจของการใช้อีเธอร์เน็ตเป็นฟิลด์บัสนั้นไม่อาจโต้แย้งได้เนื่องจากองค์ประกอบอีเธอร์เน็ตสามารถช่วยลดต้นทุนระบบที่สำคัญในขณะเดียวกันก็มีความหลากหลายมาก
ตัวอย่างเช่นด้วย Fieldbus ที่เป็นกรรมสิทธิ์ผู้ผลิตหุ่นยนต์จะต้องซื้อส่วนประกอบระบบ O&C ทั้งหมดจากซัพพลายเออร์รายเดียว: การ์ด I/O พิเศษ, ไดรฟ์เซอร์โว, มอเตอร์, สายเคเบิลราคาแพง, ตัวเชื่อมต่อ ... และอื่น ๆ เป็นต้น
ด้วยโปรโตคอลการสื่อสารที่ใช้อีเธอร์เน็ตมาตรฐานสามารถแทนที่การ์ด I/O ด้วยอินเทอร์เฟซอีเธอร์เน็ตทั่วไปสายเคเบิลบัสเฉพาะสามารถถูกแทนที่ด้วยสายเคเบิล CAT5 ทั่วไป มาตรฐานเครือข่ายรองรับซัพพลายเออร์หลายราย
ในเวลาเดียวกันการเชื่อมต่อส่วนประกอบของระบบเครื่องโดยใช้อีเธอร์เน็ตก็จะง่ายขึ้นเช่นกัน ตัวอย่างเช่นการใช้สายเคเบิล CAT5 ทั่วไปซึ่งคล้ายกับที่ใช้สำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่บ้าน/สำนักงานจะทำให้ง่ายต่อการจัดการและบำรุงรักษาอุปกรณ์มากกว่าการใช้สายการสื่อสารบัสที่ซับซ้อนสำหรับตัวควบคุมอุปกรณ์และส่วนประกอบไฟฟ้า นี่เป็นเพียงประโยชน์ทางเศรษฐกิจของเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ต
อุตสาหกรรมตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่าในขณะที่โปรโตคอล TCP/UDP/IP ไม่สามารถให้การตอบสนองแบบเรียลไทม์ที่กำหนดโดยระบบควบคุมอุตสาหกรรมฮาร์ดแวร์อีเธอร์เน็ตที่แพร่หลายและราคาถูก ใช้เพื่อให้โครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการสร้างเครือข่ายของระบบควบคุมอุตสาหกรรมรวมถึงการใช้สายเคเบิลอีเธอร์เน็ตและ NICs และการใช้สาย CAT5 สำหรับ เครือข่ายของระบบควบคุมอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตามฮาร์ดแวร์อีเธอร์เน็ตที่แพร่หลายและราคาถูกรวมถึงการ์ดอินเตอร์เฟสเครือข่าย (NICS) และสายเคเบิล Cat5 Ethernet ... สามารถใช้ในระบบอุปกรณ์อุตสาหกรรมเพื่อช่วยตอบสนองแบบเรียลไทม์ที่จำเป็นสำหรับการควบคุมการใช้งาน
สิ่งที่จำเป็นคือโปรโตคอลการสื่อสารแบบเรียลไทม์ใหม่ที่ใช้เลเยอร์ฮาร์ดแวร์ทางกายภาพของอีเธอร์เน็ต แต่ยังช่วยให้ตัวควบคุมอุปกรณ์เชื่อมต่อและสื่อสารกับเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ทั้งหมดในอุปกรณ์ที่มีความมั่นใจแบบเรียลไทม์
ตั้งแต่ต้นศตวรรษผู้ผลิตระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมชั้นนำได้เปิดตัวโปรโตคอลการสื่อสารอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมแบบเรียลไทม์อย่างน้อยห้าแบบเช่นอีเธอร์เน็ต/IP, EtherCat, PowerLink, Profinet และ Sercos III ... ... และอื่น ๆ พวกเขาทั้งหมดได้รับการเลื่อนตำแหน่งเป็น "มาตรฐาน" โดยอ้างว่านำโปรโตคอลอีเธอร์เน็ตกลับมาใช้ซ้ำหรือฮาร์ดแวร์อีเธอร์เน็ตและสัญญาว่าจะลดค่าใช้จ่ายในการสร้างระบบควบคุมแบบเรียลไทม์สำหรับอุปกรณ์
หนึ่งในเหตุผลหลักสำหรับการเกิดขึ้นของ "มาตรฐานที่เป็นไปได้" จำนวนมากคือแต่ละคนมีวิธีการทางเทคนิคที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนในการใช้ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์อีเธอร์เน็ตซ้ำ (เช่นการ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่ายและสายเคเบิล CAT5) ซึ่งไม่เพียงลดต้นทุนของอุปกรณ์อย่างมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่อง แต่ยังช่วยให้การส่งและการโต้ตอบของข้อมูลและข้อมูลในลักษณะที่รองรับการควบคุมแบบเรียลไทม์ การส่งและการโต้ตอบเพื่อสนับสนุนแอปพลิเคชันที่กำหนดเวลาตามเวลาจริง
บางทีเหตุผลอีกประการหนึ่งสำหรับการอยู่ร่วมกันของโปรโตคอลอีเธอร์เน็ต "มาตรฐาน" ที่มีศักยภาพหลายอย่างคือผู้จำหน่ายระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมชั้นนำเหล่านี้พยายามที่จะใช้เทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายโดยรวมของโซลูชั่นระบบของพวกเขา ด้วยการขยายผลิตภัณฑ์ "มาตรฐาน" ไปยังอีเธอร์เน็ตลูกค้าจะได้รับประโยชน์และคุณค่าจากเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ต แต่ในระยะยาวพวกเขายังคงถูกล็อคเข้าไปในเครือข่ายที่เป็นกรรมสิทธิ์ของผู้ผลิต
นอกจากนี้การเกิดขึ้นของโปรโตคอลใหม่จะช่วยให้ผู้ใช้ใช้เทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตเพื่อผ่านประสิทธิภาพและค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ที่มีอยู่ ในขณะเดียวกันผู้สร้างเครื่องจักรที่ใช้มาตรฐาน Ethernet Fieldbus แบบเรียลไทม์ที่ถูกต้องจะสามารถได้รับความได้เปรียบในการแข่งขันที่สำคัญมากในแง่ของราคา/ประสิทธิภาพเมื่อเทียบกับสนามอุตสาหกรรมดั้งเดิมอื่น ๆ
อย่างไรก็ตามสิ่งนี้อาจไม่สำคัญสำหรับผู้สร้างเครื่องจักรและผู้ใช้อุปกรณ์อีกต่อไปเพราะหลังจากหลายปีที่ผ่านมาของการส่งเสริมและการสร้างความนิยมของเทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมและผลิตภัณฑ์ความท้าทายสำหรับผู้ใช้ไม่ได้เลือกระหว่างรถบัสควบคุมอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมและอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมอีกต่อไป แต่ต้องเผชิญกับการแข่งขันที่รุนแรงระหว่างโปรโตคอลอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมและมาตรฐานในตลาดที่ซับซ้อนและแออัด ในตลาดที่ซับซ้อนและแออัดด้วยโปรโตคอลอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมจำนวนมาก "มาตรฐาน" ที่แข่งขันกันและเสนอค่านิยมและข้อได้เปรียบที่แตกต่างกันมันเป็นเรื่องยากที่จะรู้ว่า "มาตรฐาน" เป็นสิ่งที่เหมาะสมที่จะเลือก การใช้โปรโตคอลที่ไม่ถูกต้อง (ไม่เหมาะสม) เป็นมาตรฐานอาจหมายถึงค่าใช้จ่ายที่ไม่จำเป็นและการเสียสละความได้เปรียบในการแข่งขันเนื่องจากประสิทธิภาพที่ลดลง
ในการอภิปรายทั้งหมดเกี่ยวกับอีเธอร์เน็ตแบบเรียลไทม์อุตสาหกรรมมีข้อเท็จจริงง่ายๆที่ดูเหมือนจะถูกมองข้าม ทางเลือกของมาตรฐานโปรโตคอลเครือข่ายไม่เพียง แต่เกี่ยวกับข้อกำหนดทางเทคนิคและคุณลักษณะที่ยากเช่นประสิทธิภาพและอัตราการส่ง ... มันควรรวมถึงตัวชี้วัดที่อ่อนนุ่มและพารามิเตอร์ของประสบการณ์การใช้งานเช่นความสะดวกในการใช้งานการเปิดกว้างความเสี่ยงความเสี่ยง การหลีกเลี่ยงความสอดคล้องการทำงานร่วมกันความพร้อมใช้งานระยะยาวและลักษณะการกระจายระบบ .... ปัจจัยเหล่านี้เมื่อรวมกันกำหนดว่าโปรโตคอลหรือ "มาตรฐาน" จะได้รับการยอมรับจากผู้ใช้หรือกลายเป็นที่แพร่หลายในตลาด