揭秘工业现场四大总线速度精确度与应用的对比风暴
高性能的工业设备与IT系统集成,以及工业物联网的需求激励了工业以太网的发展。根据HMS发布的2017年工业网络市场份额报告显示,工业以太网增长速度加快,增长率达到了22%。目前,工业以太网占全球市场的46%,而去年为38%。在通信领域中,以EtherNet/IP和PROFINET为主,其中PROFINET主要在中欧地区,而EtherNet/IP则在北美占据主导地位。紧随其后的是 EtherCAT、Modbus-TCP和EthernetPOWERLINK。
在实时性要求较高的应用中,如EPA、EtherCAT、EthernetPowerlink、PROFINET、Ethernet/IP和SERCOSIII是主要竞争者。在以下内容中,我们将对这些技术进行简要比较。
首先,我们有 EtherNet/IP,它是在2000年由ControlNetInternational和ODVA共同开发的一种基于TCP/IP协议栈标准化框架,其核心特点是通过CIP协议实现非实时数据与实时数据交换。此外,为了提高时钟同步精度,它引入了IEEE1588标准,并制定了CIPsync标准。
接下来,是EPA,这是一种用于工厂测量控制系统中的实时以太网标准,由浙江大学等单位联合制定。它通过增加EPA-CSME来实现实时性管理,并采用确定性的调度方式来避免冲突,同时还分割网络成为多个独立区域,每个区域内通信互不干扰。
接着是 EthernetPowerlink(简称EPL),它是一个由奥地利BR公司于2001年开发出来的解决方案,以CANopen作为基础并对TCP/IP进行扩展,使用SCNM机制消除CSMA/CD不确定性,从而保证了数据传输的一致性。
然后我们有PROFINET,它由PI组织提出了,是一种可以无缝集成PROFIBUS技术和INTERBUS技术的通用解决方案,有三个版本,可以支持三种类型通信:TCP/IP标准通信以及两类实时通道RT及IRT,对不同需求提供不同的服务方式。
最后,还有SERCOSIII,它自1989年诞生以来经历过三代发展,是一个国际标准IEC61491-26认证过的人机界面组件系统,其最新版本SERCOSIII具有更强大的可编程能力以及更好的兼容性与扩展性,使其能够适应各种复杂环境下的应用场景。