說到自動化金字塔，我想每一個智造領域的技術人員應該都很清楚，從傳感器/執行器通訊，到現場總線，再到實時以太網，以及辦公網絡，不同的層級與環境可以采用不同的通訊方式，今天的主要內容就是圖中紅色部分，實時以太網。

自動化部件之間的高效通訊一直是生產系統必不可少的的前提之一，典型的自動化部件有以下幾類：PLC控制器，HMI面板、驅動、遠程IO、傳感器與執行器等，正是由于通訊系統連接了各種各樣的自動化部件，使他們構成一個有機的整體~

在通訊的自動化金字塔中，不論是從事PLM、還是MES/MOM、SCADA、PLC、驅動等，通訊都會伴隨著你，在IT、OT融合的時代，CT（通訊技術）起到了至關重要的作用，被炒得火熱的萬物互聯，通訊始終是基石~

02技術分析主流工業以太網

下面我們還是回到今天的主要話題：工業以太網

我想下面的各個組織與工業以太網大家應該都很熟悉，我就不再贅述

我們所說的工業以太網是基于以太網，那到底二者之間有什么樣的關系呢？如果看到了這里，你不知道7層協議，不知道以太網在哪些層，不知道TCP、UDP等等，那建議你可以先補一補基礎知識：

網絡的OSI七層模型和TCP/IP五層模型 | 網絡基礎（三）

或者不用接著往下看了~

比如我現在問你， PROFINET的TCP/IP標準通信、PROFINET RT和PROFINET IRT有什么區別？

你或許可以從今天的文章中獲得答案。

今天整體來看一下PROFINET、ETHERNET/IP、ETHERCAT等他們在7層協議中的一些不同。這也是為啥了解工業以太網，必須有一定的網絡知識~

1.將網絡七層分為軟件層和硬件層，則Ethernet/IP等是下面這樣的；

特點：完全基于TCPUDPIP，Process Data通過TCP/IP傳輸，硬件層未更改，采用傳統以太網控制器

2.而PROFINET RT、POWERLINK則是下面這樣的：

特點：部分基于TCPUDPIP，硬件層未更改，具有Process Data協議，直接由以太網幀進行傳輸，TCP/UDP依然存在，不過由Timing Layer控制

3.而PROFINET IRT、ETHERCAT等則是下面這樣的：

特點：硬件層更改，使用實時以太網控制器

從以上三張圖，就可以很好的為你解密PROFINET、POWERLINK、ETHERNET/IP、ETHERCAT、SERCOSIII、MODBUS TCP、CC-LINK IE等七大工業以太網從硬件到軟件的不同，解密PROFINET的RT和IRT模式，工業以太網和一般IT網絡的差異~

今天是本系列的第一講，算是個開胃菜，后續會進行更詳細的分析與解讀各大工業以太網，比如所謂的實時工業以太網是如何解決傳統以太網數據鏈路層CSMA/CD技術的非實時、非確定性的，感興趣的可以持續關注~

03網絡化與軟件化的自動化

前不久HMS關于工業網絡的報告：

2020工業網絡市場份額報告：主流工業以太網、現場總線、工業無線份額對比

中，我們已經看到工業以太網的市場份額已經高達64%

順勢而為，跨界融合一直是本號所提倡的，正如前面的爆款文章：

西門子、施耐德、羅克韋爾等巨頭告訴你，為何你大爺始終是你大爺

當中說的：所有面向未來的自動化供應商，都在加速擁抱軟件的步伐

而前面我們也提到，如今的自動化，已經變得越來越網絡化，越來越軟件化了，這是趨勢，我們沒有必要固步自封，守著自己的一畝三分地，就像前面在文章：

自動化早已不是原來的自動化，為何你卻還是原來的你

當中說的，技術始終是廣度和深度，幾乎所有技術都來自于此前已經存在的技術，就好比今天要說的PROFINET、POWERLINK、ETHERNET/IP、ETHERCAT、SERCOSIII、MODBUS TCP、CC-LINK IE等等工業以太網，都和以太網脫不了關系，舉個例子，如果一個網絡小白和一個CCNP甚至更高的水平的人，同時來看工業以太網，小白可能看到那么新名詞，可能馬上入門到放棄，而CCNP的朋友可能會覺得如魚得水~

那普通人如何擴展自己的深度和廣度呢？我的看法是，讓興趣來引導自己，把本職工作做到公司無人替代的位置，而不止步于此，并在此基礎上廣度發展。

下面具體來說說要如何權衡自己的廣度和深度：

1.廣度為輔，深度為主。人生、時間有限，我們不可能精通所有的技術，但我們可以努力地精通工作相關的、有前景的、感興趣的技術。

2.基礎扎實，深入底層。只是解決工作上的問題是遠遠不夠的，應該在工作之余去學習更底層的技術，所謂知其然還得知其所以然。多多思考：為什么要這樣用？怎么實現的？還有更好的辦法去實現嗎？

3.觸類旁通，適度學習。學任何的知識都要形成一個體系，才能學得深，記得牢。

04未來的工業通信

前面轉載過一篇文章：

為什么一定要了解OPC UA TSN——未來的工業通信標準

其實目前，各大工業以太網都已逐漸支持TSN技術:

OPCUA、PROFINET、Ethercat等都支持的TSN是什么？—工業通信未來已來

OPC UATSN

PROFINETTSN

或許短時間內依然很難看到TSN的大量應用，但是未來可期~

當然，除了目前工業網絡中普遍存在的現場總線、工業以太網之外，工業5G等也逐步到來~

審核編輯：湯梓紅