高性能工业网络是指那些具有高度同步性（时间戳）、响应速度在毫米级水平、误差优于微秒级的工业网络。最近，Control Engineering对其系统集成和机器控制EDM的订阅者做了一次民意调查，搜集高性能工业网络的使用信息。工业领域的通信协议种类繁多，但是真正能够用于数控机床（CNC）、机器人、高端包装、高速运动控制之类高度离散工业的却屈指可数。

Yaskawa Electric America的Sigma-5 EtherCAT(SGDV)伺服放大器拥有1600Hz带宽，具备实时自动调节以及噪声抑制功能。该伺服驱动器采用了EtherCAT协议

        受访者中，65%已经使用了高性能网络。剩余的35%中，53%表示会在一年内能购入一套。大约70位正在使用或计划使用高速网络的受访者被邀请参与后续调查。
        从调查结果看，EtherCAT是应用最广泛的工业以太网协议，之后是“其他协议”（包括一些非公开的协议）、SERCOS、Ethernet Powerlink以及Profinet IRT。如果将SERCOS与SERCOS III协议合并，那么这一系列的网络将占据头名。受访者的反馈多种多样，“其他网络”和非公开网络的排名还是比较高的。（如图所示。）

        40位受访者在高速网络以及相关基础设施（包括线缆、I/O设备、配套传感器、逻辑单元以及执行器）方面的投资总计高达1,900,000美元，平均下来每家的投资大于47,000美元（采用中位数计算）。大多数受访者还会投资其他的工业网络；在30%左右的受访者中，这些花费占到相关预算的75%。
        在应用方面，大约45%的受访者将高性能网络用于物料输运设备（传送带、传输线、电梯、起重机）。与此同时，这类网络在机器人、数控机床以及包装机械上也大有用武之地。
        如果要问用户选择高性能网络的原因，那么速度、拓扑结构、可靠性无疑是最重要的几大原因。不出意外，性能方面的原因将会在最重要的4个原因中占据3席，10个原因中占据5席。另外，超过25%的受访者还提到www.cechina.cn，配置灵活性、使用成本、误差极限、主设备和从设备（I/O、驱动器）的选择余地等因素也是他们衡量高性能网络的标准。
        选择网络协议时，内部人员的影响力占33%，相关软硬件供应商占23%，用户占12%。

        本次调查的受访者还针对高性能网络协议提供了一些书面建议：
        ●   系统中，控制机器运行的PLC必须支持高性能网络www.cechina.cn，只有这样我们才会考虑采用新的网络。
        ●   出台关于开放的、非私有的高性能网络的国际标准。
        ●   寻找响应速度快、鲁棒性强、成本低廉、坚固耐用、可靠性高的硬件，并且能够得到供货商的全面支持。
        ●   在协议选择方面已经出现了太多的失误。做好功课，找准你真正需要的那一个。
        ●   远离那些非公开的、非主流的接口。它们会让你很难与MES、ERP系统实现整合。
        ●   在设备之间实现同步通信并且对控制逻辑的执行进行编排或同步，从而避免回路上出现不同步的部件。在过程控制上，我们需要本质安全，就像Foudation Fieldbus所能提供的那样。
        ●   我使用工业网络已经24年了。到目前为止，EtherCAT是性能最好、性价比最高的网络。时至今日，我依然很乐意使用它。
        ●   我们所采用的自动化装备均来自于Rockwell Automation。他们负责对我们全球各地的工程师提供简单培训。这种一家包办的做法也许不是最好的。
        ●   许多网络在受到噪声（电磁干扰，EMI）时会出现许多难以预料的问题。

Hilscher的netTAP系列网关为SERCOS III网络中的主机和从机提供连接到Ethernet、Profibus、DeviceNet、CANopen、CCLink等网络的接口。事实上，该公司表示它可以接入任何一种协议。

        EtherCAT
        EtherCAT技术组的产品工程师兼项目管理师Joey Stubbs认为，在理想情况下，“高性能网络”代表了一套面向I/O、驱动器、编码器以及数据采集器的完整解决方案。它能够替代传统的多网并存模式——即运动控制器采用一种网络、I/O采用另一种网络，数据采集系统又往往采用另一套完全不同的网络。EtherCAT作为下一代工业以太网系统，将各种网络的优点集于一身，形成了一套全能型高性能网络。EtherCAT的成功离不开三大要素：分布式时钟、时间戳以及过采样技术。1）分布式时钟为EtherCAT网络生成一组64位的时钟同步信号，从而不需要一个能够产生同步脉冲的特定主机卡。2）时间戳：当网络中发生数据传输时，从设备在不附加任何软硬件的条件下就能够接收到时间戳信息。EtherCAT从机控制器（ESC）的锁定功能与分布式时钟（DC）相结合，能够以10纳秒的分辨率对现场事件进行捕捉，并向主机播报。输出控制方面，传输输出命令的时间分辨率同样可以低至10纳秒。 这将大大方便传统PLC在循环扫描周期间的注册事件，而且对从设备没有任何的附加要求。3）过采样：低成本的ESC能够将分布式时钟作为一种次优先级中断www.cechina.cn，从而能够在一个主机循环扫描周期内对输入信号进行成百上千次的过采样。www.ethercat.org

        SERCOS
        SERCOS北美区常务董事Ronald Larsen表示：SERCOS I和II是第一代高速实时总线，其特点是拥有强大的命令集、误差小于1微秒、运行机制可靠以及能够通过光纤传输信号，其现役节点的数量超过了2,500,000个。SERCOS III采用工业以太网作为传输介质，保留了SERCOS I和II误差小、可靠性高以及命令集强大的特点。SERCOS III的运行速率达到了100MB每秒，软件被加载到一块标准的FPGA或多协议控制器中，在环形或总线形拓扑结构中采用主从方式通信，每个子网可以容纳511台设备，且不需要任何的开关或集线器。相比于那些每条命令/数据报文都占用一组以太网帧的竞争型总线，SERCOS III将多条实时报文打包到一组以太网帧中，从而为大量数据的传输提供了最大的带宽利用率。SERCOS III为标准以太网设备预留了一条非实时通道，允许它们与SERCOS主机或从机通信，播报诊断、产量方面的信息。与那些竞争型总线不同，SERCOS III允许这类通信随时发生，而不需要遵守实时性原则。SERCOS III允许控制器之间交叉通信，此外从设备之间也可以跳过主机直接进行通信，即使是在多环型拓扑结构中也是如此。当系统中出现线缆断裂、设备故障等情况时，SERCOS III能够在25微妙甚至更短时间内实现无损恢复，令实时通信得以继续。SERCOS III提供产品指导。www.sercos.com

        Ethernet Powerlink
        Ethernet Powerlink标准化小组表示：Ethernet Powerlink整合了Ethernet、CANopen以及实时数据通信协议栈的特点。与一些竞争型总线不同控制工程网版权所有，Powerlink与以太网标准十分接近。在保留以太网特点的同时，降低了工业环境下的配置成本。CANopen作为一种强大而且久经考验的协议，由于用户众多因而可以大大简化组网过程。Ethernet Powerlink标准化小组（EPSG）开发的Powerlink协议栈能够保证通信实时性。www.ethernet-powerlink.org

        B&R公司的Acoposinverter产品带有Ethernet Powerlink通讯功能，能够与现有的自动化系统进行简单整合，能够对泵和传送带进行控制，还能够与伺服电机一起作些复杂应用。

        Open PLC 网络
        日本电气制造商协会（JEMA）表示：FL-net（OPCN-2）包含了由“生产科技中心”开发的控制器级工厂自动化（FA）网络标准说明。该网络能够实现来自于不同制造商的可编程控制器、数控设备以及机器人控制之间的通信。www.jemanet. or.jp/Japanese/hyojun/opcn_e/opcn05.htm
        Profinet IRT
        Profibus和Profinet北美区PTO组织副总监Carl Henning表示：用户在选择一种高性能网络时会考虑多方面因素：速度、可靠性、可实现性、支持力度以及学习周期。这里提到的所有网络在速度和可靠性方面都能够满足要求。Profinet在运动控制方面的应用已经超过五年，被证明是可靠的而且能够得到广泛应用的。由于Profinet拥有一个全球化组织，因此在全球各大洲都设有授权的管理中心、培训中心以及测试实验室。其他类型的工业以太网都没有管理中心CONTROL ENGINEERING China版权所有，认证中心的数量也很少。其实，高性能网络只是Profinet的一部分，该协议可以用于普通I/O、运动控制、机器整合、纵向整合以及要求功能安全的场合。即使是Profinet的高性能部分，也支持TCP/IP之类的标准信息传输。它还能够连接无线设备并且支持设备冗余。www.profinet.com

        Siemens 公司的Simatic ET 200S IM151-3 PN分布式I/O接口模块提供了灵活的自动化架构。该模块带有IRT Profinet I/O通信功能，针对总线型拓扑结构集成了一个2端开关。Siemens还介绍，该模块包含了全面的诊断功能，非常适合复杂的自动化应用和高速运动控制。

        CC-Link Field网络
        CC-Link协会主管Chuck Lukasik表示：CC-Link IE（工业以太网）Field网络具有一吉比特每秒的传输速率以及针对远程I/O现场设备的实时控制协议，可以说基本不存在延时。它在不需要以太网交换机的情况下就能够实现数据的可靠交互，这种可靠性是通过令牌传递技术来保障的。该网络采用Cat5E电缆和RJ45接头作为物理层介质。CC-Link IE Field同时提供“轮循”和“时间片”两种数据交互方式。轮循传输方式为每个站点提供实时的数据透明传输服务。一种“公共存储”模型只需要通过简单的参数配置就能够在网络上建立可靠的数据交互。特定数据的传递时间能够在传递之前就被计算出来。请求信息会在某个特定的站点生成，然后被送达一个或多个网络站点，这些站点会随即响应被请求的数据。CC-Link IE Field会对传输带宽进行分配，从而保证轮循通信的可靠性；100MB以太网设备能够通过以太网适配器连入这种吉比特级网络。现场设备与控制器以及控制器之间的无缝通信造就了一种整合控制网络。www.cc-linkamerica.org