在工业自动化和控制系统中，以太网、现场总线以及其他技术（如外围组件互连）竞相争夺，用于处理一些最苛刻要求的工作负载。运动控制应用需要确定性，以确保位置保持、精确停止、适当加速/减速等任务。这是因为标准的IEEE802.3以太网未能达到这些要求，即使全双工交换和隔离冲突域淘汰了过时的CSMA/CD数据链路层，但它仍缺乏可预测性。此外，TCP/IP堆栈中的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此，现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。

从EtherNet/IP到EtherCAT以太网解决方案以其独特方式克服了这些缺点。尽管工业以太网相较于别的替代技术还有一些优势，它在运动控制中还远没有占到主导地位。我们来看看它能够并且将会在未来几年的竞争中越来越被接受的三个原因。

融合而不是增加复杂性

随着时间推移，企业IT与工厂之间的互联不断增加，使得系统更复杂，并且往往将标准以太网和工业以太网与现场总线混合使用。这样的网络很复杂，而且建立和维护也很昂贵。每个协议都需要各自实施程序、安装人员和培训。而且，每种不同网络都由不同的供应商支持，这导致成本高昂，而难度却日益增长。

相比之下，以太网提供了一种融合不同网络经济高效基础架构上的可能性，该架构布局更容易获得广泛支持，并能适应未来要求。在实际操作中，比如通过使用TCP/IP和UDP/IP等标准以太网技术，以及CIPSync（实现分布式时钟IEEE1588精确时间协议同步）等特性，可以创建集成交换式系统，同时满足商业及工业应用需求。

确定性适用于运动控制应用

运动控制依赖于精确通信。这一精确性的实现通过使用基于时隙调度策略来支持，每个设备都有一个与之通信调度表。但如果数据传输变得无法预测，则可能会丢失结果，因此需要确定性来保证环路稳定。

以太网能够支持工厂中苛刻运动控制应用，在某些情况下，如直接集成英特尔芯片内加速器电路实施IEEE1588，是一种常见机制强制确定性的方法。此外，EtherCAT高速实时处理也是另一种实现始终如一预测性能示例，它突破了基于PCI集中通信严格物理限制，即快速通信但保持短距离需求。

面向IIoT长期可行性

作为一种局域网络技术，从诞生起，以太網已经经历多次发展阶段鉴于传统现场总线组件目前制造规模较小，而PCI正面临逐渐成为过时工业标准架构风险的情况下，以 太網经过不断发展现已完全有能力为IP核心驱动下的Industrial Internet of Things(IoT)提供服务。

即将到来的改进，如完善IEEE1588并支持网络融合，将使得以 太網成为当前及未来运动 控制理想选择并不意味着现场总线及 PCI 将消亡，只是随着自动化行业迈向 IIoT 以 太 網 的优势将持续提升。

参考文献：

1、“ EtherNet/IP 应用于 运动 控制” Industrial IP Advantage, 2015年10月

2、“ 通过 标准 以 太 网 成功 实 现 运动 控 制” Industrial Ethernet Book, 第48卷第71期

3、“ EtherCAT 实现 高 性 能 运动 控 制” Machine Design, 2010年11月