随着九十年代工业现场总线技术的迅猛发展，机器设备的接线工作得到了显著的简化，得益于通信连接的进步。在早期阶段，工业设备通常形成线性拓扑结构，所有状态、控制和诊断数据沿单一电缆传输，这使网络的设计与连接相对简便。随着技术的不断演进，PLC控制器如今已经全面支持工业以太网，更多工业网络设备的加入使得网络结构愈发复杂。
在工业现场中，线性拓扑网络的某个节点若出现故障，其后继设备将完全断开，造成通信中断。鉴于此，工业技术对控制网络的可靠性有着极高的要求，环网技术便应运而生，为工业以太网提供了更可靠的解决方案。
环网技术的好处体现在以下几个方面：
它可以快速检测网络错误并自动重新配置网络，保证系统的持续运行。
无论是在小型还是大型网络中，环网技术都可以实施应用。
环网技术的网络接线清晰且结构简单，便于维护和扩展。
工厂可以在运营期间进行网络的扩展工作，无需中断生产。
标准化的协议确保了不同制造商设备的兼容性，简化了设备选型与替换的流程。
为何工业以太网需要环网技术呢？以太网若直接形成环路，会导致广播数据包在广播域内大量复制，进而充斥网络，消耗链路带宽，影响正常数据的传输，还可能引起交换机的资源占用和死机，即所谓的“网络风暴”。
环网技术并非西门子独有，面对种类繁多的工业以太网设备，如何选择合适的环网协议成为关键。了解工业网络对实时性和可靠性的高要求后，我们可以得出结论：选择的环网协议和设备必须能够快速恢复通讯，以最小化生产影响。
针对不同的环网协议，如MRP（介质冗余）、HRP（高速冗余环）、STP/RSTP（生成树协议），以及第三方私有环网协议等，它们各有特点。其中MRP适用于PROFINET网络，具有较快的重构时间；而HRP则是西门子专有的环网协议，具有网设计的优势。
还有PRP（并行冗余协议）和HSR（高可用性无缝环网协议）等协议，它们可以实现无网络重构时间的切换，非常适合高可用性、无延迟传输的场合。
选择合适的环网协议和设备对于保障工业网络的稳定运行至关重要。通过了解各种环网协议的特点和应用场景，我们可以为不同的工业环境选择最合适的解决方案。
结语：
在不断发展的工业技术背景下，环网技术为工业以太网提供了更可靠的解决方案。通过了解和比较各种环网协议的特点和适用场景，我们可以为不同的工业环境选择最适合的环网技术。这将有助于保障工业网络的稳定运行，提高生产效率。