工业现场总线的对比分析
工业以太网在现代制造业中扮演着越来越重要的角色，其发展受到高性能、工厂设备和IT系统集成，以及工业物联网的需求驱动。根据HMS发布2017年工业网络市场份额报告，工业以太网增长速度比往年更快，增长率为22％。现在占全球市场的46％，而去年为38％。在具体的通信中，EtherNet/IP和PROFINET份额最大，其中PROFINET主要市场在中欧，而EtherNet/IP在北美占主导地位。
Ethernet/IP是2000年由ControlNetInternational和ODVA共同开发的标准，它通过CIP协议实现实时性。在物理层和数据链路层采用标准的以太网技术，在网络层和传输层使用IP协议和TCP、UDP协议来传输数据。UDP用于工作单播或多播，并提供快速且可靠的I/O数据交换。而TCP则用于非实时数据，如参数设置、组态与诊断等。
EPA（Electric Power Association）是一种用于工业测量与控制系统中的实时以太网标准，由浙江大学、中科院自动化所等单位联合制定。它通过增加EPA-CSME对数据报文进行调度管理，并支持两种通信调度方式：CSMA/CD非实时通信以及确定性调度方式，以避免网络冲突。
EthernetPowerlink(简称EPL)是一个由奥地利BR公司开发出来的实时以太网解决方案，它基于CANopen并引入了SCNM机制来消除CSMA/CD不确定性，确保了实时性的传输。
PROFINET是PI组织提出的工业以太网标准，有三个版本，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。在这些版本中，它提出了对IEEE802.1D及IEEE1588进行扩展技术方案，同时根据不同的要求采用不同的通道技术。
SERCOSIII是在1989年诞生的一种串行实时通信系统，现在已经经历了三代发展，是SERCOS成熟通信机制之一，其特点是具有强大的同步功能，可以精确控制时间间隔，对于运动控制领域尤其适用。
总结来说，这些现场总线各有特色，但都旨在提高生产效率并减少误差。这些建立于不同背景下但面向相同目标的一系列工程师努力，使得现今我们能够享受更加智能、高效、安全的人工智能时代。此外，还有其他一些较新的现场总线如Modbus-TCP也逐渐被采纳，这些都是未来数字化转型过程中的关键元素。
