实时工业以太网有几个主要竞争对手：EPA , EtherCAT , Ethernet Powerlink ,
PROFINET, Ethernet/IP, SERCOS III。简单比较一下。
Ethernet/IP是2000年3月由Control Net International和ODVA( Open DevicenetVendors
Association联合开发的工业以太网标准。Ethernet/IP实现实时xìng的方法是在TCP/IP层之
增加了实时数据的实时数据jiāo实时应用更换和操作CIP协议(Common Industrial Protocol )。
Ethernet/IP标准以太网技术用于物理层和数据链路层，网络层和传输层IP
协议和TCP, UDP协议传输数据。UDP它是一种非面向连接的协议，可以在单播中工作
以及多播的方式，只提供在设备间发送数据报告的能力。实时性高I/O数据，运动控制
使用数据和功能行安全数据UDP/IP发送协议TCP面向连接的可靠协议
讨论。对于实时要求不高的数据(如参数设置、组态和诊断等)。TCP/IP协议来
发送。
Ethernet/IP采用生产者/消费者数据交换模式。生产者将具有唯一标识符的数字发送到网络
根据包。消费者根据需要通过识别符从网络中接收所需的数据。这样，数据源只需要一次性处理
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在本协议的控制下，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面向对象的协议，独立于物理层和数据链路层，使不同的供应
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，2003年ODVA将
IEEE 15888引入Ethernet/IP，并制定了CIPsync标准以提高Ethernet/IP时钟同步精度。
EPA在863计划的支持下，浙江大学、清华大学、浙江中863计划的支持下
实时以太网标准由大学、中国科学院自动化研究所等单位共同制定。
EPA实现实时性的方法是ISO/IEC8802.3协议所规定的数据链路层之上增加了一个
EPA-CSME ( communication schedulingmanagement entity，增加通信管理实体。EPA-CSME，
EPA-C SME它支持两种通信调度方式：非实时通信使用
用CSMA/CD非实时数据直接在通信机制中DLE层和DLS-Use:传输之间没有任何缓慢
实时使用确定性调度，EPA将DLS-User根据控制顺序和优先级
小传送给DLE，然后经过PHY发送出去，避免了网络报纸的碰撞。
另外，EPA网络为了避免冲突的发生将控制网络分成了若干个由网桥相互隔离的控制
区域一一微网段。各微网段内通信互不干扰。不同微网段的设备的通信需要通过网桥转发
来实现。这使得网络中的任何报文都被严格的监控，从而避免了广播风暴的产生。
目前，一些公司，比如浙大中控，己经开发了多种产品EPA产品，包括基于EPA的控
制系统、基于EPA的变送器、执行器、远程分散控制站、数据采集器、现场控制器、无纸
记录仪。基于EPA的分布式网络控制系统己在工厂得到成功应用。
Ethernet Powerlink(简称EPL)是由奥地利B&R(贝加莱)公司于2001年开发出来的
实时以太网解决方案。2003年，由全球自动化和驱动行业的领军公司成立了EP S G C Ethernet
Powerlink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 communication network management，时间槽通信网络
管理)机制来消除C SMA/CD的不确定性。
SCNM原理是网络按照一个固定的周期进行通信。每个周期分为三个时间槽:同步时
间槽、异步时间槽、空闲时间槽。实时性要求严格的数据在同步时间槽中传输。时间不苛
刻的数据在异步时间槽中传输。在三种时间槽中又根据网络中通信节点的数目划分为不同
的子时间槽。这样保证了实时数据的实时性传输，又杜绝了网络冲突的发生。
PROFINET是由PI ( Profibus International)组织提出的工业以太网标准。从2004年4
月开始，PI与Interbus Club ( 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IEEE802.1 D和IEEE1588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(software real time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xìng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PROFINET
CBA。
SERCOS ( Serial Real Time Communication System，串行实时通信系统)在1989年诞
生，并在1995年成为国际标准IEC61491 }26}。到目前为止，SERCOS己经经历了三代的发
展:SERCOS I, SERCOS II, SERCOS III，其中SERCOSI和SERCOS II统称为SERCOS 。
SERCO S III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， SERCOS III具有的优点有:基于工
业以太网，数据传输速率高达1OOMbit/s;能够实现标准的TCP/IP通信;能够使用CATSE
双绞铜缆和光纤通信;具有线型和环型的拓扑结构;支持从站与从站之间的jiāo叉通信;支
持从站的热插拔;支持与安全相关的数据传输;向下兼容以前的SERCO S总线协议。
SERCOSS III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。
EtherCAT是由德国倍福(Beckhoff)公司于2003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，2003年底ETG
(EtherCAT Technology Group）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2705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:IEC61158中Type12; IEC61784的CPF12;在IEC61800中，
EtherCAT支持CANopen DS402和SERCO S规范;在IS015745中，EtherCAT支持DS301.
EtherCAT主要特点有:
(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100m。当使用100BASE-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 ( Low Voltage Differential Signaling，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100us的数据刷新周期。
（5）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1000个I/O更新时间仅仅30us，其中还包括I/O周期时间。而容纳1486个字节(相当于12000个I/O)的单个以太网帧的刷新时间紧紧300us。
（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)拥有多种应用层协议接口来支持多种工业设备行规:CoE ( CANopen over EtherCAT)用来支持CANopen协议，SOE (SERCOE over EtherCAT)用来支持SERCOE 协议，EOE ( Ethernetover EtherCAT)用来支持普通的以太网协议，FOE ( File over EtherCAT） 用于上传和下载固件程序或文件;AOE (ADS over EtherCAT)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。