高性能、远程控制、IT系统集成，以及工业物联网的需求驱动促进了工业以太网的发展。在实时工业以太网中，PROFINET、EtherNet/IP、EtherCAT、SercosIII、CC-LinkIE、Powerlink、ModbusTCP这七种是比较常用。下面对它们做一下简单的介绍：

PROFINET是由PI（ProfibusInternational）组织提出的工业以太网标准。从年4月开始，PI与InterbusClub（Interbus总线俱乐部）联手，负责合作开发与制定PROFINET的相关标准。PROFIBUS技术和INTERBUS技术可以在整个控制系统中无缝地集成。

现在PROFINET有三个版本，能够实现3种类型的通信：TCP/IP标准通信和两类实时通信。在这些版本中，PROFINET提出了对IEEE.1D和IEEE进行实时性扩展的技术方案，同时，根据不同的实时性要求采用不同的实时通道技术。

PROFINET提供的标准通道使用TCP/IP协议来进行非实时通信，用于设备参数化、组态和诊断数据的传输。两个实时通道：实时通道RT和实时通道IRT。

实时通道RT是一种软实时（softwarerealtime）方案，一般响应时间为lOms，主要用于工厂自动化领域中的过程数据高性能循环传输、事件控制的信号与报警信号灯。

实时通道IRT（IsochronousReal-time）使用了专用的ASIC芯片来对数据帧进行了解析，这样缩短了处理时间。该方案特别适用于高性能传输、过程数据的等时同步传输及需要快速时钟同步的运动控制领域。

另外根据应用对象的不同，PROFINET有两种组网方式：PROFINETIO和PROFINETCBA。

EtherNet/IP是年3月由ControlNetInternational和ODVA（OpenDeviceNetVendorsAssociation）共同开发的工业以太网标准。

EtherNet/IP实现实时性的方法是在TCP/IP层之上增加了用于实时数据交换和运行实时应用的CIP协议（CommonIndustrialProtocol）。

EtherNet/IP采用生产者/消费者数据交换模式。生产者向网络中发送有唯一标识符的数据包。消费者根据需要通过标识符从网络中接收需要的数据。这样数据源只需一次性地把数据传到网上，其它节点有选择地接收数据，这样提高了通信的效率。

EtherNet/IP是在CIP这个协议的控制下实现非实时数据和实时数据的传输。CIP是一个提供工业设备端到端的面向对象的协议，且独立于物理层及数据链路层，这使得不同供应商提供的设备能够很好的交互。另外，为了获得更好的时钟同步性能，年ODVA将IEEE8引入Ethernet/IP，并制定了CIPsync标准以提高Ethernet/IP的时钟同步精度。

EtherCAT是由德国倍福公司于年提出的实时工业以太网技术。为了给来自全球的自动化人员和产品供应商提供EtherCAT技术支持，年底ETG（EtherCATTechnologyGroup）组织成立。到目前为止，该组织是全球最大的工业以太网组织且己拥有个会员，而且成员越来越多，由此可以看出EtherCAT技术在工控领域中的地位和作用将越来越重要。经过几年的发展，EtherCAT经过广泛的认可，现在它己经进入多种相关的国际标准：IEC中Type12;IEC的CPF12;在IEC中，EtherCAT支持CANopenDS和SERCOS规范;在IS中，EtherCAT支持DS。

EtherCAT主要特点：

1、完全符合以太网标准：普通以太网相关的技术都可以应用于EtherCAT网络中。EtherCAT设备可以与其他的以太网设备共存于同一网络中。普通的以太网卡、交换机、路由器等标准组件都可以在EtherCAT中使用。

2、支持多种拓扑结构:线型、星型、树型：可以使用普通以太网使用的电缆或光缆。当使用1OOBase-TX电缆时允许两个设备之间的通信距离达m。当使用BASE-FX模式，使用两对光纤在全双工模式下，单模光纤能够达到40千米的传输距离，多模光纤能够达到2千米的传输距离。EtherCAT还能够使用Beckhoff公司自己设计的低压差分信号LUDS（LowVoltageDifferentialSignaling，低压差分信号）线来低延时地通信，通信距离能够达到10米。

3、广泛的适用性：任何带有普通以太网控制器的设备都有条件作为EtherCAT主站，比如嵌入式系统、普通的PC机、控制板卡等。

4、高效率、刷新周期短：EtherCAT从站对数据帧的读取、解析、过程数据的提取与插入完全由硬件来实现，这使得数据帧的处理不受CPU的性能、软件的实现方式等影响，时间延迟极小、实时性很高。同时EtherCAT可以达到小于us的数据刷新周期。

5、能够压缩大量设备数据：EtherCAT以太网帧中能够压缩大量的设备数据，这使得EtherCAT网络有效数据率可达到90%以上。据官方测试0个I/O更新时间仅仅30us，其中还包括I/O周期时间。而容纳个字节(相当于1个I/O)的单个以太网帧的刷新时间仅仅us。

6、同步性能很好：EtherCAT使用高分辨率的分布式时钟使各从站节点间的同步精度能够远小于lus。

7、无须从属子网：很复杂的节点或只有一两位的数字I/O都能被用作EtherCAT从站。

8、多种应用层协议接口：EtherCAT拥有多种应用层协议接口来支持多种工业设备行规：CoE（CANopenoverEtherCAT）用来支持CANopen协议，SOE（SERCOEoverEtherCAT）用来支持SERCOE协议，EOE（EthernetoverEtherCAT）用来支持普通的以太网协议，FOE（FileoverEtherCAT）用于上传和下载固件程序或文件；AOE（ADSoverEtherCAT）用于主从站之间非周期的数据访问服务。对多种行规的支持使得用户和设备制造商很容易从现场总线向EtherCAT转换。

SERCOS（SerialRealTimeCommunicationSystem，串行实时通信系统）在年诞生，并在年成为国际标准IEC。到目前为止，SERCOS己经经历了三代的发展：SERCOSI、SERCOSII、SERCOSIII，其中SERCOSI和SERCOSII统称为SERCOS。SERCOSIII是SERCOS成熟的通信机制和工业以太网相结合的产物，它既具有SERCOS的实时特性，又具有以太网的特性。相对于SERCOS，SERCOSIII具有的优点有：

1、基于工业以太网，数据传输速率高达1OOMbit/s；

2、能够实现标准的TCP/IP通信；

3、能够使用CATSE双绞铜缆和光纤通信；

4、具有线型和环型的拓扑结构；

5、支持从站与从站之间的交叉通信；

6、支持从站的热插拔;支持与安全相关的数据传输；

7、向下兼容以前的SERCOS总线协议。

SERCOSIII采用TDMA（时分多路复用）的通信机制实现以太网的实时性和确定性。它能够使用线型或环型的拓扑结构与驱动器、I/O设备、传感器相连接，但是不支持星形结构。

CC-LinkIE是CC-Link的工业以太网技术，最初由三菱电机公司开发。它主要包括CC-LinkIEControl和CC-LinkIEField两种协议。

CC-LinkIEControl主要用于PLC和PLC之前的通讯，是高速、大容量的高端控制层网络，CC-LinkIEControl支持光纤双环网，抗干扰性更强，网络更稳定。

CC-LinkIEField基于以太网的高速、大容量的现场网络，既可以用于PLC和PLC之间的通讯，也可以用于PLC和现场设备之间的通讯，可以说它可以脚踩两只船。

CC-LinkIEField是超高速、超大容量的现场网络，可同时传送设备的控制数据和日志诊断等管理数据，同时可以无缝设置I/O控制、运动控制和安全功能，功能和西门子PROFINET协议类似。

CC-LinkIEFieldBasic是CC-LinkIE的新成员，顾名思义它是低配版的CC-LinkIE，它是在CC-LinkIE协议基础上充分发挥通用以太网技术，用标准以太网技术的通信非常容易应用到小规模设备上，不需要高速控制和更便捷的应用和开发，CC-LinkIE循环通信由软件来实现。并且出于成本考虑，不需要相应的网络模块使用PLC的内置以太网口就可以进行CC-LinkIEFieldBasic的通信，虽然是低配，但是其通讯速度依然可以达到Mbps。

EthernetPowerlink（简称EPL）是由奥地利BR（贝加莱）公司于年开发出来的实时以太网解决方案。年，由全球自动化和驱动行业的领军公司成立了EPSGCEthernetPowerlink标准化组织，来标准化和强化Powerlink技术。

EPL标准是在CANopen基础上发展来的，它实现实时性的方法是对TCP/IP协议栈进行了实时扩展，引入了SCNM（slot

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