常用现场总线技术对比解析工业现场的信息高速公路
随着工业物联网的兴起，高性能设备与IT系统的集成需求激增，这推动了工业以太网技术的迅猛发展。据HMS发布的2017年报告显示，工业以太网市场增长率达到了22%，其占全球市场份额已达46%，较去年提升了8个百分点。EtherNet/IP和PROFINET成为通信领域中份额最大者，其中PROFINET在中欧地区主导，而EtherNet/IP则在北美市场占据领导地位。紧随其后的是 EtherCAT、Modbus-TCP和EthernetPOWERLINK。
在实时性要求极高的工业环境中，EPA、EtherCAT、EthernetPowerlink、PROFINET、Ethernet/IP及SERCOSIII是竞争最激烈的标准之一。在下文，我们将对这些技术进行深入对比分析。
首先，我们来探讨Ethernet/IP，它于2000年由ControlNetInternational与ODVA共同开发。这项标准通过CIP协议实现了实时数据交换，并结合TCP/IP层次上的UDP和TCP协议，确保数据传输效率。此外，生产者/消费者模式提高了通信效率，同时CIP协议使得不同供应商设备能互联互通。此外，为提升时钟同步性能，ODVA引入IEEE15888并制定CIPsync标准。
接下来，我们将介绍EPA，该技术是在“863”计划支持下，由多所高校联合研发，是用于测量控制系统中的实时以太网络标准。它通过在ISO/IEC8802.3基础上增加EPA-CSME来实现实时性管理，将控制网络分为独立微网段，以避免冲突并保证数据安全。
接着，我们会谈论EthernetPowerlink，由奥地利BR公司开发，其基于CANopen，并采用SCNM机制消除CSMA/CD不确定性，每个周期内划分三个时间槽确保实时性的数据传输无冲突发生。
然后我们会提到PROFINET，它由PI组织提出，可以无缝集成 PROFIBUS与INTERBUS技术，有三种版本提供不同的通信方式：TCP/IP标准通道以及两种类型的实时通道RT和IRT。根据应用需要选择合适方案，如软硬件结合或ASIC芯片处理等，以满足不同场景下的需求。
最后，对于SERCOSIII，它作为串行实时通信系统自1989年诞生至今已经经历三代发展，其最新版SERCOSIII是基于成熟通信机制的一系列升级，使其成为行业内另一种可靠且广泛采用的解决方案之一。
综上所述，这些各具特色的现场总线技术分别凭借其独特优势，在不同的应用领域展现出强大的竞争力。而企业在选择现场总线技术的时候，不仅要考虑到产品本身，还要关注整体生态链及未来发展趋势，以便更好地服务于智能化制造业和数字化转型。
