最好用的工业自动化以太网

  尽管工业自动化的用户希望只有一种工业以太网标准，事实上是工业现场网络标准的争夺从现场总线标准转移到工业以太网标准，IEC61158和IEC61784-2已经包含了至少十种工业以太网协议，且大多数协议之间互不兼容，因此，只能由用户和市场选择决定哪些以太网协议会最终在实际应用中胜出。

  (1)Powerlink

  Powerlink是由奥地利的贝加莱(B&R)公司在2001年研发且投入使用的实时以太网技术，它采用基于IEEE802.3的标准以太网PHY层和MAC层设计，在数据链路层加载了一个Powerlink 软协议栈，并通过此协议栈管理网络的任务调度。

  优点完全兼容标准快速以太网不需要特殊的ASIC支持，Ethernet Powerlink只是软件，只要刷新软件系统就可以运行Ethernet Powerlink网络拓扑结构灵活，支持任意类型及其组合网络开放，可以与多种类型的网络实现互连，包括Profibus、DeviceNet、Ethemet/IP、CANopen 等配置简单，一个工具Automation Studio就可以实现完整的连接。

  缺点当I/O数量很少时，Powerlink的网络速度与EtherCAT相比不一定有优势。然而随着网络节点的增多，所传输数据量的增大，Powerlink方显其速度优势。这种工厂互连涉及的大的数据传输以及网络的全厂拓展也符合工业4.0的趋势。

  (2)ProfiNet

  ProfiNet是Profibus组织开发的开放工业以太网标准，主要成员有西门子公司和Phoenix Conturt Pwing 的设计目标是满足所有自动化控制系统的需要、主要由三部分组成∶ProfiNa NRT(Nm Real Time，非实时)，ProfNe RT(Real Time，实时)和ProfNet IRT(lsochrons Real Time，同步实时)。

  优点：独特的集成概念支持透明的网络接口，如通过Pmy连接其他网络有庞大的客户群良好的公司信誉(西门子公司)。

  缺点：生产商的市场垄断解决方案非常复杂ProfiNETIRT需要特殊的西门子ASIC芯片支持配置非常复杂很小的改动也需要西门子工程师的帮助。

  (3) Ethernet/IP

  Ethemet/IP由ODVA于2001首次提出，主要成员有Rockwell、OMRON。

  优点：与DeviceNet和ControlNet一样，它们都是基于CIP协议的网络完全标准化，不需要特殊的ASIC芯片支持.有标准的测试和测试系统。

  缺点：组件需要IEEE1588的支持(高精度时钟)，系统的性能由网络的负载来决定，优先级需要网络进行配置，高精度时钟组件非常的昂贵。

  (4)SERCOSⅢ(SErial Realtime COmmunication System，串行实时通信系统)

  SERCOS是一种专门用于在工业机械电气设备的控制单元与数字伺服装置及PLC之间，实现串行实时通信的国际标准(IEC61491)。

  20世纪80年代，德国电气电子协会(ZVEI)和德国机床协会(VDW)成立协会制定控制器和驱动器之间开放的下一代标准，于1989年诞生SERCOS标准接口。第一代SERCOS接口支持2~4Mbit/s的传输率，SERCOS于1995年成为国际标准IEC61491，第二代SERCOS始于1999 年，传输率提高到8~16Mbit/s，并且非同步通信得到扩展，2001年开始向下兼容。2004年发布第三代SERCOSⅢ，集成快速以太网技术，传输率提高到100Mbit/s。

  优点：网线物理冗余，提高了系统的可靠性循环时间小。

  缺点：网络封闭，不能与其他网络连接需要特定的ASIC芯片支持网络拓扑只适合总线型和令牌关注点只局限于驱动系统。

  (5)EtherCAT(Ethernet Control Automation Technology，以太网控制自动化技术)

  EtherCAT由Beckhoff公司于2003年推出，并成立ETG标准组织，推行网络的标准化，已经有了大量的实践应用。

  优点：通信协议非常有效，可以实现理论上的传输时间，可以兼容标准以太网卡、在工业PC内减少插卡，节约空间。

  缺点：控制理念是集中控制，需要 Bechhoff公司专有的 ASIC 芯片支持有两个物理层(E-bus和标准以太网)，不能直接连接到非EtherCAT的网络，没有开放的标准支持通信和设备模型，只有Beckhoff公司可以提供硬件，没有标准的测试。

  目前，以太网技术已经被工业自动化行业广泛接受。为了满足高实时性能应用的需要、各大公司和标准组织纷纷提出了各种提升工业以太网实时性的解决方案，从而产生了实时工业以太网。