揭秘工业现场总线三大天王速度精确性与成本的对比之战
随着工业物联网的兴起,高性能、工厂设备与IT系统集成需求的增加,以及对实时性通信的强调,工业以太网技术得到了广泛应用。据HMS发布2017年全球工业网络市场份额报告显示,工业以太网在全球市场中占比已达46%,较去年38%增长了22%。其中,以EtherNet/IP和PROFINET为代表的两大标准占据了市场领导地位,而 EtherCAT、Modbus-TCP和EthernetPOWERLINK则紧跟其后。
在实时性要求极高的工业环境中,如EPAnet、EtherCAT、EthernetPowerlink、PROFINET和EtherNet/IP等技术竞争激烈。在这些技术中,每种都有其独特之处:
Ethernet/IP:由ControlNetInternational和ODVA共同开发于2000年,是一项基于TCP/IP协议栈并引入CIP(Common Industrial Protocol)来实现非实时数据与实时数据传输的一种解决方案。它通过生产者/消费者模式提高通信效率,并且采用CIPsync标准提升了时间同步精度。
EPA:作为中国本土的一项标准,由浙江大学、中科院自动化所、大连理工大学等单位联合制定,以ISO/IEC8802.3协议为基础,在数据链路层上增设EPA-CSME进行调度管理,避免冲突并确保信息传输的可靠性。
EthernetPowerlink(简称EPL):由奥地利BR公司开发,一种基于CANopen发展而来的实时以太网解决方案,它通过SCNM机制消除CSMA/CD不确定性,并分配固定的周期保证数据包顺序传输,从而实现高效低延迟通信。
PROFINET:PI组织提出的另一项重要标准,可以无缝整合PROFIBUS和INTERBUS技术,它提供三种类型的通讯方式,其中包括软硬件结合设计,使得不同场景下的通信需求得到满足。
SERCOSIII:自1989年诞生以来经历多代演变,其最新版本SERCOSIII是基于串行接口设计,提供高速、高带宽及低延迟信号交换功能,为运动控制领域提供了优质支持。
随着技术不断进步,这些各具特色但又互补的地产总线将继续推动制造业向更智能化方向发展,为企业创造更多价值。