五大主流工業(yè)以太網(wǎng)解剖分析

對(duì)于局外人而言，工業(yè)以太網(wǎng)的存在很多讓他們混淆的問題而且并非孤立，即使那些專家有時(shí)候也被各種風(fēng)起云涌的競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)所困擾,盡管制造商們提供了很多信息，描述他們的技術(shù)性能和特定的功能，并希望給出易于理解的解釋，然而，用戶仍然將發(fā)現(xiàn)他們無法從這里獲得比較全面信息以支持他們進(jìn)行這個(gè)方面的投入。

我們將五大主流工業(yè)以太網(wǎng)

（EtherCAT、EtherNet/IP、ProfiNet、Modbus-TCP,Powerlink）

逐個(gè)為大家解剖分析

EtherCAT

EtherCAT（以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù)）是一個(gè)以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的開放架構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，EterCAT名稱中的CAT為ControlAutomation Technology（控制自動(dòng)化技術(shù)）首字母的縮寫。最初由德國(guó)倍福自動(dòng)化有限公司(Beckhoff AutomationGmbH)研發(fā)。EtherCAT為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和拓?fù)涞撵`活性樹立了新的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，它還符合甚至降低了現(xiàn)場(chǎng)總線的使用成本。EtherCAT的特點(diǎn)還包括高精度設(shè)備同步，可選線纜冗余，和功能性安全協(xié)議(SIL3)。

Ethernet/IP

Ethernet/IP是一個(gè)面向工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的工業(yè)應(yīng)用層協(xié)議。它建立在標(biāo)準(zhǔn)UDP/IP與TCP/IP協(xié)議之上，利用固定的以太網(wǎng)硬件和軟件，為配置、訪問和控制工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備定義了一個(gè)應(yīng)用層協(xié)議西蒙公司開發(fā)

PROFINET

PROFINET由PROFIBUS國(guó)際組織（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)。作為一項(xiàng)戰(zhàn)略性的技術(shù)創(chuàng)新，PROFINET為自動(dòng)化通信領(lǐng)域提供了一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)解決方案，囊括了諸如實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、運(yùn)動(dòng)控制、分布式自動(dòng)化、故障安全以及網(wǎng)絡(luò)安全等當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，并且，作為跨供應(yīng)商的技術(shù)，可以完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線（如PROFIBUS）技術(shù)，保護(hù)現(xiàn)有投資。

PROFINET是適用于不同需求的完整解決方案，其功能包括8個(gè)主要的模塊，依次為實(shí)時(shí)通信、分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、運(yùn)動(dòng)控制、分布式自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)安裝、IT標(biāo)準(zhǔn)和信息安全、故障安全和過程自動(dòng)化。

MODBUS/TCP

MODBUS/TCP是簡(jiǎn)單的、中立廠商的用于管理和控制自動(dòng)化設(shè)備的MODBUS系列通訊協(xié)議的派生產(chǎn)品。顯而易見，它覆蓋了使用TCP/IP協(xié)議的 “Intranet”和“Internet”環(huán)境中MODBUS 報(bào)文的用途。協(xié)議的最通用用途是為諸如PLC’s，I/O模塊，以及連接其它簡(jiǎn)單域總線或I/O模塊的網(wǎng)關(guān)服務(wù)的。

MODBUS/TCP協(xié)議是作為一種（實(shí)際的）自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)發(fā)行的。既然MODBUS已經(jīng)廣為人知，該規(guī)范只將別處沒有收錄的少量信息列入其中。然而，本規(guī)范力圖闡明MODBUS中哪種功能對(duì)于普通自動(dòng)化設(shè)備的互用性有價(jià)值，哪些部分是MODBUS作為可編程的協(xié)議交替用于PLC’s的“多余部分”。

它通過將配套報(bào)文類型“一致性等級(jí)”，區(qū)別那些普遍適用的和可選的，特別是那些適用于特殊設(shè)備如PLC’s的報(bào)文。

POWERLINK=CANopen+Ethernet

鑒于以太網(wǎng)的蓬勃發(fā)展和CANopen在自動(dòng)化領(lǐng)域里的廣闊應(yīng)用基礎(chǔ)，EthernetPOWERLINK融合了這兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，即擁有了Ethernet的高速、開放性接口，以及CANopen在工業(yè)領(lǐng)域良好的SDO 和PDO 數(shù)據(jù)定義，在某種意義上說POWERLINK就是Ethernet上的CANopen，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層使用了Ethernet介質(zhì)，而應(yīng)用層則保留了原有的SDO和PDO對(duì)象字典的結(jié)構(gòu)。

特別要指出的是POWERLINK，它具有開放且獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，對(duì)于任何一個(gè)以太網(wǎng)硬件產(chǎn)品都適用，支持任何拓?fù)漕愋?，循環(huán)周期僅為100微秒，網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)小于1微秒，完全滿足實(shí)時(shí)性和確定性的高標(biāo)準(zhǔn)要求。

為了解決POWERLINK的設(shè)計(jì)問題，ADI 公司推出的可編程 REM 交換機(jī)支持采用任何主機(jī)處理器實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)有效的 POWERLINK 設(shè)計(jì)。那么究竟如何使用 ADI REM 交換機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí) POWERLINK呢？