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(kāi)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(xiě)。zui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(shù)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(wèn)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(kāi)發(fā)
 
PROFINET由PROFIBUS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*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(guò)程自動(dòng)化。
 
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(jiàn)，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zui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(méi)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(guò)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(kāi)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(shuō)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)

雖然這些工業(yè)以太網(wǎng)都是標(biāo)準(zhǔn)，但是指的是IEC 61784里的標(biāo)準(zhǔn)，但是這些工業(yè)以太網(wǎng)不都是標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)。即這些工業(yè)以太網(wǎng)并不都是符合IEEE802.3U的標(biāo)準(zhǔn)，這當(dāng)中只有Modbus-TCP和EtherNet/IP是符合IEEE802.3U的，只有符合IEEE802.3U標(biāo)準(zhǔn)的，才能與IT和以太網(wǎng)將來(lái)的發(fā)展相兼容。而不符合IEEE802.3U標(biāo)準(zhǔn)的，基本上可以講不是以太網(wǎng)，它們都對(duì)以太網(wǎng)進(jìn)行了修改，或者是硬件或者是軟件，已經(jīng)不是以太網(wǎng)了。
 
各種工業(yè)以太網(wǎng)的區(qū)別其實(shí)主要就是協(xié)議的區(qū)別，其中zui主要的還是應(yīng)用層協(xié)議的區(qū)別，我們知道，按照ISO的參考模型，網(wǎng)絡(luò)被劃分為7層。
 
a.     Modbus TCP和EtherNet/IP的區(qū)別主要是應(yīng)用層不相同，ModbusTCP的應(yīng)用層采用Modbus協(xié)議，而EtherNet/IP采用CIP協(xié)議，這兩種工業(yè)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層采用的是CSMA/CD，因此是標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)，另外，這兩種工業(yè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層采用TCP/IP協(xié)議族。還有一個(gè)區(qū)別是，Modbus協(xié)議中迄今沒(méi)有協(xié)議來(lái)完成功能安全、高精度同步和運(yùn)功控制等，而EtherNet/IP有CIPSafety、CIP Sync和CIP Motion來(lái)完成上述功能，所以才有Schneider加入ODVA，成為ODVA的核心成員來(lái)推廣EtherNet/IP。由于這兩種網(wǎng)絡(luò)都是標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP以太網(wǎng)，所以所有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)都可以接入這兩種網(wǎng)絡(luò)。
b.     至于EthernetPowerLink(EPL), Ethernet PowerLink就是個(gè)怪胎，PowerLink雖然在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層還是采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)，但是它又添加了另一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層，此EPL數(shù)據(jù)鏈路層在結(jié)構(gòu)上為于以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層之上。我們知道數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)子層的MAC(介質(zhì)訪問(wèn))層的作用是[color=#FF0000]決定哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以占有總線，也即決定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)一個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)[/color]。所以本來(lái)由以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層來(lái)決定哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)占用總線，現(xiàn)在它被位于它之上的EPL數(shù)據(jù)鏈路層給架空了，由這個(gè)EPL數(shù)據(jù)鏈路層通過(guò)軟件的方式來(lái)決定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。所有在這樣的一個(gè)EPL工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)中，不能使用交換機(jī)，只能使用HUB，所以對(duì)100M的網(wǎng)絡(luò)，EPL總的帶寬是小于100m,一盤(pán)情況下只有40－50M，而如果采用交換機(jī)的工業(yè)以太網(wǎng)，它的帶寬可以達(dá)到大幾百M(fèi),另外在EPL網(wǎng)絡(luò)上，所有的節(jié)點(diǎn)都要實(shí)現(xiàn)EPL數(shù)據(jù)鏈路。沒(méi)有實(shí)現(xiàn)EPL數(shù)據(jù)鏈路層的節(jié)點(diǎn)不能接入此網(wǎng)絡(luò)。
 c.      PROFINET分為原來(lái)劃分為v1,v2,v3，現(xiàn)在一般稱為ProfiNetCBA、ProfiNet IO和ProfiNet IRT.也就是通過(guò)以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)等通訊、實(shí)時(shí)控制和運(yùn)動(dòng)控制。v1采用TCP/IP協(xié)議，采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)，而V2和V3不采用tcp/ip協(xié)議，這兩種都繞過(guò)tcp/ip協(xié)議，采用另外的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層協(xié)議，開(kāi)發(fā)ProfiNet采用開(kāi)發(fā)人員人員認(rèn)為tcp/ip協(xié)議增加了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延遲，其實(shí)這是一種誤解，據(jù)美國(guó)密歇根大學(xué)的教授研究后認(rèn)為數(shù)據(jù)在TCP/IP中的傳輸延遲很小，他們研究得出數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)TCP,IP棧時(shí)延遲只有不到100微秒，如果采用UDP/IP時(shí)就更小，同時(shí)他們研究也得出數(shù)據(jù)在不同應(yīng)用層延時(shí)比較大，不同的協(xié)議延遲不一樣，但是相差不是很大，從200us-800us不等，他們經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為以太網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施(指交換機(jī)、網(wǎng)卡等）和TCP/IP協(xié)議并不是影響工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)性的主要原因，而認(rèn)為應(yīng)用層協(xié)議才是主要原因。所以密歇根大學(xué)的教授認(rèn)為繞開(kāi)TCP/IP協(xié)議沒(méi)有絲毫的意義，反而由于缺少了TCP/IP協(xié)議，使得設(shè)備也就缺少了IT功能，與其它現(xiàn)場(chǎng)總線沒(méi)有區(qū)別。 ProfiNet V3就更特別了，它不*采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層，有一不時(shí)間采用以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層(CSMA/CD)，而另外一部分時(shí)間采用自己的數(shù)據(jù)鏈路層，通過(guò)一個(gè)高精度的時(shí)間來(lái)完成。所以ProfiNet V3也就不是標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)了，也就給Profinet v3帶來(lái)如下的問(wèn)題：不能采用標(biāo)準(zhǔn)的交換機(jī)、不能采用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)芯片、與企業(yè)網(wǎng)相連可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)相連還要特殊的網(wǎng)關(guān)、添加和刪除一個(gè)節(jié)點(diǎn)都需要重新組態(tài)網(wǎng)絡(luò)和重新啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、至今沒(méi)有千兆網(wǎng)絡(luò)，還有zui重要的是，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)以后發(fā)展了后，它不能與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)相兼容，不具有將來(lái)以太網(wǎng)所應(yīng)具有的功能。
 d. EtherCat這種工業(yè)以太網(wǎng)也很奇怪，它們不使用標(biāo)準(zhǔn)的芯片，一般不使用交換機(jī)，軟件也不是標(biāo)準(zhǔn)的，對(duì)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行了一些修改，我們知道一個(gè)數(shù)據(jù)幀只有一個(gè)源節(jié)點(diǎn)，但是對(duì)于EtherCat一個(gè)數(shù)據(jù)可能有多個(gè)源節(jié)點(diǎn)，即一個(gè)數(shù)據(jù)是由多個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)組合而成的。所以對(duì)于這樣的網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)設(shè)備也不能接入這樣的網(wǎng)絡(luò)。
 
我認(rèn)為Ethernet/IP和ProfiNet這兩種工業(yè)以太網(wǎng)都適合各個(gè)行業(yè)，并不象heidai講的應(yīng)用的行業(yè)不一樣。首先這兩種工業(yè)以太網(wǎng)都用于傳輸非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還可傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，即可以用于離散控制，也可用于過(guò)程控制(當(dāng)然現(xiàn)在還不能用于本安應(yīng)用)。其次，這兩種工業(yè)以太網(wǎng)都可用于網(wǎng)絡(luò)功能安全傳輸，Ethernet/IP有CIP Safety協(xié)議，而ProfiNet有Profisafe協(xié)議,還有在運(yùn)動(dòng)控制方面ProfiNet有 ProfiNet IRT，而EtherNet/IP則有CIP Safety,二者都可以用于中的運(yùn)動(dòng)控制。zui后兩者都有基于IEEE1588的高精度時(shí)鐘同步。而Modbus TCP,EtherCat和PowerLink,都只能完成部分控制任務(wù)，如Modbus TCP一般只作常規(guī)IO實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。而EtherCat和PowerLink則更象是為運(yùn)動(dòng)控制而開(kāi)發(fā)的，這二者好像沒(méi)有功能安全、在PLC和DCS控制方面也沒(méi)有得到大自動(dòng)化公司的支持，況且這兩者又對(duì)以太網(wǎng)進(jìn)行修改，一個(gè)在軟件，另一個(gè)在軟件和硬件方面都進(jìn)行了修改，都不能兼容標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)設(shè)備，個(gè)人認(rèn)為這樣做得不償失，為滿足運(yùn)動(dòng)控制而不能兼容已有的標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)設(shè)備而開(kāi)發(fā)的工業(yè)以太網(wǎng)并不是以太網(wǎng)，與其說(shuō)是工業(yè)以太網(wǎng)還不如說(shuō)是另一種現(xiàn)場(chǎng)總線。
   我認(rèn)為工業(yè)以太網(wǎng)的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)在Ethernet/IP和ProfiNet間進(jìn)行，而其它工業(yè)以太網(wǎng)都是這兩者的陪襯，將會(huì)逐漸退出市場(chǎng)。
   EtherNet/IP以后將由羅克韋爾自動(dòng)化、Omron、施耐德和思科公司來(lái)推動(dòng)，而ProfiNet將由業(yè)界老大西門(mén)子公司帶領(lǐng)一些小公司去奮斗，由國(guó)內(nèi)PLC廠商中的老二、老三和老五對(duì)老大，不知誰(shuí)將引導(dǎo)未來(lái)。

無(wú)論是那種系統(tǒng)首先要解決的就是模塊與模塊之間連接問(wèn)題，特別是以太網(wǎng)連接線。上?？朴姎饪萍加邢薰臼菍I(yè)的制造商，為客戶提供安全可靠的線束需求。