1.3 实时以太网技术

为了充分利用以太网技术的优势而避免其劣势，不同的公司开始研究针对其的解决方案。在2001年，奥地利B&R（Bernecker & Rainer）率先在实际项目中应用了其所开发的Ethernet POWERLINK实时以太网技术，它在实现更高的传输速率的同时，可以达到微秒级的数据循环周期。

之后，SIEMENS在2006年推出ProfiNet，之后，ProfiNet RT/IRT、Rockwell AB的Ethernet/IP、SERCOSIII、EtherCAT等技术相继问世，用于解决传统以太网无法实现实时性的问题。除此之外，新的实时以太网技术均实现了对功能性的设计的升级，不仅是性能升级，在功能上也进行了升级。

1.3.1 实时以太网与现场总线的比较

以最早投入使用的POWERLINK技术为例，将其与应用最为广泛的CAN总线的技术性能进行比较，即可知道实时以太网的性能优势，如表1-2所示。

表1-2 POWERLINK和传统的CAN总线比较

说明：

1）CAN的传输周期1ms是一个完整的数据帧的平均传递时间。

2）CAN的节点数在确保可靠性的情况下，实际可达到110个。

1.3.2 主要实时以太网技术的比较

到了21世纪，随着控制系统的复杂性的提高，柔性制造的需求越来越多，需要将不同的机器单元连接后进行集成生产。

随着工业装备大量地使用高精度的传动设备，基于这类频率的应用的出现，对于时钟的精度要求越来越高，通过网络来连接各个分布式驱动系统进行同步协调工作，如凹版印刷无轴传动技术、灌装连线生产系统、书籍的装订系统，其伺服轴的使用少则5～6个，多则100多个，甚或上千个，这些应用对于实时性的要求越来越高。

尽管市面上存在许多实时以太网技术，但是，就其历史、应用实际来考量，以下5个为目前主流的实时以太网技术：

• ProfiNet
• POWERLINK
• Ethernet/IP
• SERCOSIII
• EtherCAT

为了更好地评估，以便确保选出最合适的网络，我们结合技术与实际来进行分析。如表1-3所示是几种常见的实时以太网技术的比较。

表1-3 几种常见实时以太网技术的比较

1.3.3 不同工业应用对于网络的需求

不同的应用对实时性、数据量、冗余等的需求不同，具体的差异如表1-4所示。

表1-4 不同应用对于网络需求的差异

（续）

1.3.4 选择实时以太网的标准

对于装备制造业、机器控制而言，随着分布式驱动技术的应用，以及更为高速的机器生产要求，控制系统的实时性也变得越来越苛刻，传统的现场总线已经逐渐不能满足现在的需求。另外，技术的进步也使得实时以太网的成本变得更低，因此，未来的机器控制基本上会基于实时以太网来开发。这里，选择什么样的实时以太网，如何进行网络的分析和评估非常重要。