物品现场总线有哪几种重要工业现场总线的对比分析

  • 科研进展
  • 2025年01月14日
  • 工业以太网的增长受到了高性能、工厂设备和IT系统集成以及工业物联网需求的推动。据HMS发布的2017年工业网络市场份额报告,工业以太网增长速度加快,增长率达到了22%。目前,全球市场上,工业以太网占比已达到46%,而去年为38%。在通信领域中,以EtherNet/IP和PROFINET为主,其主要市场分布不同:PROFINET在中欧占据领导地位,而EtherNet/IP则在北美地区更为流行。

物品现场总线有哪几种重要工业现场总线的对比分析

工业以太网的增长受到了高性能、工厂设备和IT系统集成以及工业物联网需求的推动。据HMS发布的2017年工业网络市场份额报告,工业以太网增长速度加快,增长率达到了22%。目前,全球市场上,工业以太网占比已达到46%,而去年为38%。在通信领域中,以EtherNet/IP和PROFINET为主,其主要市场分布不同:PROFINET在中欧占据领导地位,而EtherNet/IP则在北美地区更为流行。

紧随其后的是 EtherCAT、Modbus-TCP和EthernetPOWERLINK等标准。在实时性强的场景下,如EPA(浙江大学等单位制定)、EtherCAT、EthernetPowerlink(由奥地利BR公司开发)、PROFINET(PI组织提出的)和SERCOSIII(串行实时通信系统)是竞争者中的重要一员。

接下来,我们将简单比较这些标准:

Ethernet/IP

由ControlNetInternational与ODVA共同于2000年3月开发。

实现实时性的方法是通过CIP协议增加TCP/IP层上的数据交换与运行应用功能。

采用生产者/消费者模式提高效率,并提供非实时数据与实时数据传输服务。

EPA

由“863”计划支持,由浙江大学、清华大学及其他单位联合制定,是用于工业测量控制系统的实时以太网标准。

实现了ISO/IEC8802.3协议所规定之DLE层之上的EPA-CSME调度管理机制,对非实时数据使用CSMA/CD方式,对于有严格时间要求的数据采用确定性调度方式避免冲突。

EthernetPowerlink (简称 EPL)

由奥地利BR(贝加莱)公司于2001年开发,后来由EPSGCEthernetPowerlink标准化组织进行了标准化工作。

基于CANopen发展而来,在TCP/IP协议栈上引入SCNM机制消除CSMA/CD不确定性,并实现了对IEEE802.1D和IEEE1588扩展技术方案。

PROFINET

提供三个版本,可实现三种类型通信:TCP/IP标准通信及两类实时通道RT和IRT,以适应不同的应用需求并提升响应速度。

SERCOSIII

是一种串行型高速、高可靠性的多线程总线技术,它根据需要可以灵活调整速率,从而使其能够满足各种不同的应用要求。这包括从低速到高速,以及从单个设备到复杂网络结构之间的一致性。

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