工业以太网常见协议解析
工业以太网是基于IEEE 802.3 (Ethernet)的强大的区域和单元网络。工业以太网， 提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。在工业以太网通信管理中有许多常见协议，以下详细介绍。
1、Modbus TCP/IP
该协议由施耐德公司推出，以一种非常简单的方式将Modbus帧嵌入到TCP帧中，使Modbus与以太网和TCP/IP结合，成为Modbus TCP/IP。这是一种面向连接的方式，每一个呼叫都要求一个应答，这种呼叫/应答的机制与Modbus的主/从机制一致，但通过工业以太网交换技术大大提高了确定性，改善了一主多从轮询机制上的制约。
2、Profinet
Profinet由Siemens 开发并由Profibus International支持，目前它有3个版本，第一个版本定义了基于TCP/UDP/IP的自动化组件。采用标准TCP/IP+以太网作为连接介 质，采用标准TCP/IP协议加上应用层的RPC/DCOM来完成节点之间的通信和网络寻址。它可以同时挂接传统Profibus系统和新型的智能现场设 备。现有的Profibus网段可以通过一个代理设备(proxy)连接到Profinet网络当中，使整套Profibus设备和协议能够原封不动地在 Profinet中使用。传统的Profibus设备可通过代理与Profinet上面的COM对象进行通信，并通过OLE自动化接口实现COM对象之间 的调用。它将以太网应用于非时间关键的通信，用于高层设备和Profibus-DP现场设备技术之间，以便将实时控制域通过代理集成到一个高层的水平上。
第二个版本中，Profinet在以太网上开辟了两个通道：标准的使用TCP/IP协议的非实时通信通道，另一个是实时通道，旁路第 三层和第四层，提供精确通信能力。该协议减少了数据长度，以减小通信栈的吞吐量。为优化通信功能，Profinet根据IEEE 802.p定义了报文的优先级。最多可用7级。
Profinet第三版采用了硬件方案以缩小基于软件的通道，以进一步缩短通信栈软件的处理时间。为连接到集成的以太网交换机，Profinet第三版还开始解决基于IEEE 1588同步数据传输的运动控制解决方案。
3、Ethernet/IP
Ethernet/IP是适合工业环境应用的协议体系。它是由ODVA(Open Devicenet Vendors Asso-cation)和ControlNet International两大工业组织推出的最新成员与DeviceNet和ControlNet一样，它们都是基于CIP(Control and Information Proto-Col)协议的网络。它是一种是面向对象的协议，能够保证网络上隐式(控制)的实时I/O信息和显式信息(包括用于组态、参数设置、诊断等)的有效传输。
Ethernet/IP采用和Devicenet以及ControlNet相同的应用层协议CIP。因此，它们使用相同的对象库和一致的行业规范，具有较好的一致性。Ethernet/IP采用标准的Ethernet和TCP/IP技术传送CIP通信包，这样通用且开放的应用层协议CIP加上已经被广泛使用的Ethernet和TCP/IP协议，就构成Ethernet/IP协议的体系结构。
4、EtherCAT
EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是由德国倍福Beckhoff公司开发，并由EtherCAT技术组(EtherCAT Technology Group，ETG)支持。它采用以太网�。⒁蕴囟ǖ幕纷赐仄朔⑺褪�。网络上的每一个站均从以太网帧上取走与该站有关的数据，或并插入该站本身特定的 输入/输出数据。网络内的最后一个�？橄虻谝桓瞿？榉⑺鸵桓鲋∫孕纬珊痛唇ㄒ桓鑫锢砗吐呒�。EtherCAT还通过内部优先级系统，使实时以太网帧比其 他的数据(如组态或诊断数据，等)具有较高的优先级。组态数据只在传输实时数据的间隙(如间隙时间足够传输的话)中传输，或者通过特定的通道传输。 EtherCAT还保留标准以太网功能，并与传统IP协议兼容。为了实现这样的装置，需要专用ASIC芯片，以集成至少两个以太网端口，并采用基于 IEEE 1588的时间同步机制，以支持运动控制中的实时应用。
5、Powerlink
Powerlink由贝加莱B&R公司开发，并由Ethernet Powerlink标准化组(Ethernet Powerlink Standardisation Group，EPSG)支持。
Powerlink 协议对第三、四层的TCP(UDP)/IP栈进行了扩展。它在共享式以太网网段上采用槽时间通信网络管理(Slot Communication Network Management，SCNM)中间件控制网络上的数据流量。SCNM采用主从调度方式，每个站只有在收到主站请求的情况下，才能发送实时数据。因此， 在一个特定的时间，只有一个站能够访问总线，所以没有冲突，从而确保了通信的实时性。为此，Powerlink需采用基于IEEE 1588的时间同步。在其扩展的第二版中，包括了基于CANopen的通信与设备行规。
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