工业现场总线是一种用于工业自动化生产、制造及监控的工业网络。该网络技术开始为总线型结构,随着以太网技术的发展出现了以工业以太网交换技术为核心的工业总线,也称为工业以太网。工业以太网基于IEEE802.3技术,与商用以太网结构相似,具有良好的开放性,可与不同的工业网络甚至商用以太网之间保持兼容性,应工业化现场环境的要求加强了实时性、抗干扰性以及安全性等方面的设计,网络内部各设备利用工业交换机进行数据交换。实际工业环境中,工业现场网络具有多种结构,这些独立技术体制的工业网络,称为工业现场总线(Fieldbus),传统结构的现场总线为总线结构,与以太网结构的工业网络无法直接通信,从而限制了工业现场的信息化集成,这就需要设计出一种通用的工业交换机以满足各种结构类型工业网络之间的数据传输与交换的要求。本文首先介绍了几种常见的现场总线技术,比较其数据帧结构、网络结构和通信方式,同时,分析了现有工业交换技术。在此基础上提出通用工业交换机的设计方案要求,以实现总线型工业网络与工业以太网之间通过交换机进行桥接式互联,使不同工业总线网络中各个设备之间能够实现数据交换。本文所设计的具体方案包括:对不同工业网络的数据帧进行格式转换以此实现数据在不同工业网络之间的寻址;设计通用的转发表以实现不同网络的地址进行映射;此外,不同网络数据帧的服务类型进行优先级统一,运用了VLAN技术,端口汇聚和端口镜像技术,IEEE802.1P技术,RSTP生成树协议等,支持了通用交换机的可用性。