物品传输中的几种重要现场总线对比分析探索现场总线传输介质的多样性
工业以太网的增长受益于高性能设备、工厂与IT系统集成以及工业物联网的需求。根据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,它占据全球市场的46%,比去年的38%有所提升。在通信领域,EtherNet/IP和PROFINET是主导者,其中PROFINET主要在中欧,而EtherNet/IP则在北美占据主导地位。
紧随其后的是 EtherCAT、Modbus-TCP和EthernetPOWERLINK。在实时工业以太网中,如EPA、EtherCAT、EthernetPowerlink、PROFINET、Ethernet/IP和SERCOSIII是竞争者的焦点。接下来,我们将对它们进行简要比较。
首先是Ethernet/IP,它由ControlNetInternational和ODVA共同开发,是2000年3月推出的一个标准。这一标准实现了实时性通过在TCP/IP层之上增加CIP协议(CommonIndustrialProtocol)。它采用生产者/消费者数据交换模式,并且基于IEEE15888引入CIPsync来提高时间同步性能。
然后我们有EPA,这是在“863”计划支持下,由多家单位联合制定,以用于工业测量和控制系统的实时以太网标准。它实现了实时性通过在ISO/IEC8802.3协议规定数据链路层之上增加EPA-CSME机制,以避免冲突并提供确定性的调度方式。
接下来是EthernetPowerlink,也称为EPL,由奥地利BR公司开发,是一种专门用于传输关键信息而设计的解决方案。它基于CANopen发展,并引入SCNM机制消除CSMA/CD不确定性,确保了数据包能够按需发送而不会产生冲突。
接着我们看PROFINET,它由PI组织提出了作为一种工业以太网标准,从2004年开始与InterbusClub合作开发相关标准。这一技术允许三种类型通信:TCP/IP标准通信及两种实时通道RT和IRT,以及非实时通道RT使用IEEE802.1D扩展技术来提供软硬结合方案。
最后还有SERCOSIII,其历史可追溯至1989年,当初成为国际标准IEC61491-26。此版本已经经历过三代发展,每个阶段都有新的改进,使得SERCOSIII成为了最成熟的一代通信机制之一,与其他竞争者相比,有着独特的地位。