揭秘工业现场总线速度与稳定性之争
在工业自动化领域，高性能、工厂设备与IT系统的集成以及工业物联网的需求激发了对工业以太网技术的广泛应用。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超过往年，增长率达到了22%。目前，它占据全球市场的大约46%，相比去年的38%有显著提升。在通信协议中，以EtherNet/IP和PROFINET为主导，其次是 EtherCAT、Modbus-TCP和EthernetPOWERLINK。
在实时性要求较高的环境下，如EPA（浙江大学等联合制定的中国国家“863”计划支持下的实时以太网标准）、EtherCAT、EthernetPowerlink（由奥地利BR公司开发）、PROFINET（PI组织提出的工业以太网标准）和SERCOSIII（串行实时通信系统）等竞争者展现出其卓越表现。这些技术通过不同的方法来实现实时性，比如增加特定协议层或数据链路层机制，以确保数据传输的准确性和及时性。
例如，EPA采用ISO/IEC8802.3协议栈之上的EPA-CSME管理机构来调度数据报文，这样可以避免网络冲突并提高可靠性。而EthernetPowerlink利用SCNM机制将TCP/IP扩展至时间槽通信网络管理，从而消除了CSMA/CD不确定性的问题。
PROFINET提供了多种通道选项，如TCP/IP标准通道用于非实时通信，以及RT和IRT两种实时通道，其中RT适合于工厂自动化中的过程数据循环传输，而IRT则特别适用于需要快速同步控制的情况。此外，由于不同应用场景对待时间延迟有不同的要求，所以PROFINET还提供了两种组网方式：PROFINET IO 和 PROFINET CBA。
最后，SERCOSIII作为一个成熟且经过验证的解决方案，在长期以来不断发展中已经形成了一套稳固且强大的通信体系，对于那些追求极致性能与精密同步需求的人来说，它是一款不可忽视的选择。
总结来说，每一种重要的工业现场总线都具有其独特优势，并在不同行业中发挥着关键作用。在选择哪一种方案的时候，我们应该考虑到具体应用场景中的性能需求、成本效益以及未来可能出现的问题。这是一个充满挑战但也充满机会的话题，因为随着技术进步，我们能够创造出更智能，更高效的地理空间。
