现场总线技术应用200例揭秘工业现场关键通信链的对比分析
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。此外，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（浙江大学、清华大学等联合制定的实时以太网标准）、EtherCAT、EthernetPowerlink（由奥地利BR公司开发）、PROFINET和SERCOSIII是主要竞争者。在以下部分，我们将对这些技术进行简单比较。
EtherNet/IP
2000年3月，由ControlNetInternational和ODVA共同开发，是一种面向对象协议，它通过CIP（Common Industrial Protocol）来实现数据交换，并且支持TCP/IP协议栈中的UDP和TCP传输模式。这使得它能够同时满足非实时数据如参数设置组态诊断以及更高级别要求如I/O数据运动控制安全数据。
EPA
EPA是在“863”计划支持下，由中国多所高校及企业联合制定的一种用于测量控制系统的实时以太网标准。在ISO/IEC8802.3协议基础上增加了一个EPA-CSME通信管理实体，这个机制支持两种调度方式：CSMA/CD非阻塞调度对于不需要即时响应的情况；而确定性调度保证了即时性的数据传输。为了避免冲突，每个微网段被分隔开并通过独立路由器进行转发，从而减少广播风暴产生。
EthernetPowerlink (EPL)
2001年由奥地利BR公司开发，是一种基于CANopen标准化框架上的扩展，以提供低延迟、高可靠性的通信解决方案。它使用SCNM（时间槽通信网络管理）机制来消除CSMA/CD不确定性，并确保即时性流量不会受到其他流量影响。
PROFINET
提出了三种类型通讯方式：TCP/IP标准通讯以及两类即时通讯。除了使用IEEE802.1D和IEEE1588技术来提高其实用性能，还提供了两个不同级别服务质量(QoS)之下的三个通道：一个用于非即时任务，其余两个分别用于软即时间请求RT，以及硬即时间请求IRT。而且有两种物理层拓扑结构可以选择：PROFINETIO或PROFINETCBA依据应用需求进行配置。
SERCOSIII
作为串行真实时间通信系统，它已经经历过三代发展，从最初版本SERCOSI到现在流行版本SERCOSIII，它们都专注于提升Industrial Automation领域中的效率与准确性。这一系列产品包括编码器解码器、伺服驱动器、变频驱动器等，在制造业尤其受欢迎，因为它们能处理复杂操作并保持精确同步行为。
总结来说，这些技术各自拥有不同的优点适合于特定的应用场景。在实际应用中，将会根据项目需求选择最合适的现场总线技术，以最大化生产效率并降低成本。此外，不同厂商也正在不断推出新的解决方案，如浙大中控基于EPA产品，也成功应用于工厂环境。
