应用于工业以太网的主流技术主要包括以下协议和标准，它们专为工业环境设计，满足实时性、可靠性、确定性和安全性需求：

1. PROFINET (Process Field Net)

   • 开发者： 西门子（现为PI国际组织维护）
   • 特点：
     • 基于标准以太网（IEEE 802.3），兼容标准硬件。
     • 提供多个性能等级：实时通信（RT）和等时实时通信（IRT），后者用于高精度同步（如运动控制）。
     • 集成 PROFIBUS DP 设备的能力。
     • 广泛用于工厂自动化，特别在汽车制造业占据主导地位。

2. EtherNet/IP (Ethernet Industrial Protocol)

   • 开发者/维护： 罗克韦尔自动化主导，ODVA组织管理和推广。
   • 特点：
     • 基于标准TCP/IP和UDP/IP协议，应用层使用通用工业协议（CIP）。
     • 提供隐式（实时I/O数据，基于UDP）和显式（信息数据，基于TCP）两种消息类型。
     • 易于与企业IT网络集成。
     • 在北美市场非常强势，广泛应用于各种工业领域。

3. EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)

   • 开发者/维护： 倍福自动化开发，EtherCAT技术小组推广。
   • 特点：
     • 突破性的工作方式： 使用“现场总线帧”在网络中“飞跑”。主站发送一个包含所有从站数据的大帧，从站实时读写帧中对应数据段，效率极高，延迟极低。
     • 极其高的性能和带宽利用率，微秒级同步精度。
     • 灵活的拓扑结构（线型、树型、星型）。
     • 特别适用于需要高速运动控制、高精度同步的应用（如半导体、包装、机器人）。

4. Powerlink

   • 开发者/维护： 贝加莱开发，后开源并由Ethernet POWERLINK标准化组织管理。
   • 特点：
     • 在标准以太网上实现硬实时通信，使用精确的时间片调度（轮询）机制。
     • 开源（免版税）的实时协议栈。
     • 用于机械制造、电力、能源等领域，在欧洲有广泛应用。

5. Sercos III

   • 开发者/维护： Sercos国际协会。
   • 特点：
     • 基于实时以太网，集成和进一步发展了传统Sercos接口（光纤）的特性。
     • 结合了高速串行通信机制（类似于EtherCAT的帧处理方式）和标准TCP/IP通信。
     • 专为高性能运动控制设计，通信周期可低至31.25 µs。
     • 主要用于需要紧密同步的多轴驱动系统。

6. Modbus TCP/IP

   • 开发者/维护： Modbus组织/施耐德电气初始开发。
   • 特点：
     • 将经典的Modbus RTU/ASCII协议封装在TCP/IP帧中。
     • 协议本身简单、开放、成熟、广泛支持（几乎所有PLC/HMI/SCADA厂商都支持）。
     • 本身是主从式协议，原生不提供实时机制，但实现简单，常用于连接设备级现场总线或控制系统间通信，以及对实时性要求不严格的应用。
     • 常与其他实时协议配合使用。

7. OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) over TSN (Time-Sensitive Networking)

   • 开发者/维护： OPC基金会（协议本身），IEEE（TSN标准）。
     • OPC UA： 独立于平台、安全和面向服务的工业通信数据建模和传输框架。它不是底层传输协议（如PROFINET），而是运行在应用层之上。解决信息模型、数据语义互操作和跨平台安全通信。
     • TSN (时间敏感网络)： 一组IEEE 802.1标准扩展，在标准以太网上添加确定性传输能力（时间同步、流量整形、低延迟保障等）。TSN为以太网物理层和数据链路层提供了标准化实时能力。
     • 结合趋势： OPC UA PubSub（发布-订阅）模式可以直接运行在基于TSN的以太网上，实现信息模型、语义互操作性与确定性网络的完美结合，是面向未来的工业互联网/工业4.0的关键融合技术，旨在实现工厂各层级的纵向集成和跨厂商系统的横向集成。

总结：

• 市场主导协议： PROFINET 和 EtherNet/IP 拥有最广泛的市场份额和生态系统支持。
• 高性能实时协议： EtherCAT, Powerlink, Sercos III 在需要极低延迟和高精度的特定应用领域（特别是运动控制）表现出色。
• 简单开放协议： Modbus TCP/IP 因其简单和兼容性，在设备级连接和系统间通信仍有重要地位。
• 未来趋势： OPC UA over TSN 代表了工业通信的发展方向，结合了语义互操作性和确定性网络能力。

选择哪种技术通常取决于具体应用需求（实时性要求、同步精度）、行业惯例、设备供应商偏好、现有系统兼容性和网络维护成本等因素。主流厂商常提供多协议支持的硬件和软件。

关键概念对比：
普通以太网 (IEEE 802.3) 具备通用性但缺乏确定性实时性，而工业以太网通过特定协议或TSN技术，在保留兼容性的基础上实现微秒级的精准响应能力。