工業以太網知多少，工業以太網的 6 大類型解析

工業以太網的使用逐漸廣泛，業內人士對于工業以太網也更為熟悉。在往期文章中，小編對工業以太網有過諸多介紹。本文中，小編將對工業以太網的 6 大類型加以闡述。如果你對工業以太網具有興趣，不妨繼續往下閱讀哦。

目前，被廣泛應用的工業以太網標準主要包括以下 6 個類型：

（1）MODBUSTCP／IP

施耐德電氣將以工業以太網為基礎的協同自動化解決方案作為發展戰略。MODBUS 的系統可以很容易地升級到 MODBUSTCP／IP。而用戶并不需要對原有系統重新投資。在使用 MODBUS 的串行連接方式，如 RS485 的情況下，可以提供相應的產品，非常容易地從現有的 MODBUS 系統更新或升級到 MODBUSTCP／IP 上。如果是使用了其他的網絡，也可以應用相應的 gateway（網關）使其集成或升級到以太網系統里。

（2）Ethernet／IP

Ethernet／IP 是一個面向工業自動化應用的工業應用層協議，是主推 ControlNet 現場總線的羅克韋爾自動化公司為以太網進入自動化領域所研究創造的以太網工業協議。它建立在標準 UDP／IP 與 TCP／IP 協議之上，利用固定的以太網硬件和軟件，為配置、訪問和控制工業自動化設備定義了一個應用層協議。Ethernet／IP 協議由 IEEE802．3 物理層、數據鏈路層標準協議和控制與信息協議 CIP 等 3 個部分組成。

（3）EthernetPOWERLINK

EthernetPOWERLINK 是一項在標準以太網介質上解決工業控制及數據采集領域數據傳輸實時性的技術。EthernetPOWERLINK 擁有 Ethernet 的高速、開放性接口，以及 CANopen 在工業領域良好的 SDO 和 PDO 數據定義，在某種意義上說 POWERLINK 就是 Ethernet 上的 CANopen，物理層、數據鏈路層使用了 Ethernet 介質，而應用層則保留了原有的 SDO 和 PDO 對象字典的結構。

（4）PROFInet

PROFINET 由 PROFIBUS 國際組織推出，是新一代基于工業以太網技術的自動化總線標準。PROFINET 囊括了諸如實時以太網、運動控制、分布式自動化、故障安全以及網絡安全等當前自動化領域的熱點話題，并作為跨供應商的技術完全兼容工業以太網和現有的現場總線（如 PROFIBUS）技術，保護現有投資。

（5）SERCOSIII

Sercos（SerialRealTImeCommunicaTIonSystem，串行實時通信系統）已在工廠自動化應用（適合機械工程和建筑）領域風靡了 25 年。SercosIII 是第三代協議，制定于 2003 年。這種具有高效性和確定性的通信協議可將 Sercos 接口的實時數據交換與以太網相融合。SERCOSIII 是 SERCOS 成熟的通信機制和工業以太網相結合的產物，它既具有 SERCOS 的實時特性，又具有以太網的特性。

（6）EtherCAT

EtherCAT 最初由德國倍福自動化有限公司研發。EtherCAT 為系統的實時性能和拓撲的靈活性樹立了新的標準，同時，它還符合甚至降低了現場總線的使用成本。EtherCAT 的特點還包括高精度設備同步，可選線纜冗余，和功能性安全協議（SIL3）。

根據從站設備的實現方式，可將工業以太網分為三個類型：

第一類：采用通用硬件和標準 TCP／IP 協議。Modbus／TCP、PROFInet／CbA、Ethernet／IP 均采用這種方式。使用標準 TCP／IP 協議和通用以太網控制器，所有的實時數據（如過程數據）和非實時數據（如參數配置數據）均通過 TCP／IP 協議傳輸。其優點是成本低廉，實現方便，完全兼容標準以太網。在具體實現中某些產品可能通過更改或優化 TCP／IP 協議以獲得更好的性能，但實時性始終受到底層結構的限制。

第二類：采用通用硬件和定義實時數據傳輸協議。EthernetPowerlink、PROFInet／RT 采用這種方式。采用通用以太網控制器但不使用 TCP／IP 協議來傳輸實時數據，而是定義了一種專用的包含實時層的實時數據傳輸協議，用來傳輸對實時性要求很高的數據，TCP／IP 協議?？赡芤廊淮嬖?，用來傳輸非實時數據，但是其對以太網的讀取受到實時層的限制，以提高實時性能。這種結構的優點是實時性較強，硬件與通用以太網兼容。

第三類：采用專用硬件和自定義實時數據傳輸協議。EtherCAT、PROFInet／IRT、SERCOS－III 采用這種方式。這種方式在第二類的基礎上使用專有以太網控制器以進一步優化性能。其優點是實時性強，缺點是成本較高，需使用專有協議芯片、交換機等。

審核編輯 黃宇