工业控制中外部总线（含现场总线、工业以太网、设备级总线，是连接 PLC / 控制器、伺服 / 变频器、传感器、仪表等外部设备的核心通信协议）的选型，核心按传输速率、拓扑结构、适配场景（设备级 / 控制级 / 管理级）划分，其中工业以太网是当前主流（高速、兼容 IT），传统现场总线仍在存量设备中广泛使用，设备级总线主打近距离、高实时性的设备互联。
以下按工业以太网（主流）、传统现场总线（经典）、设备级 / 专用总线（细分场景）三类整理，覆盖 99% 的工业外部总线应用，标注协议特点、适配场景、典型应用设备，方便选型参考：
一、主流核心：工业以太网协议（控制级 / 管理级首选，高速、组网灵活）
在通用以太网基础上优化实时性、确定性、抗干扰性，支持高速数据传输、远距离组网，可兼顾控制信号（实时）和数据监控（非实时），是目前新设备 / 新项目的首选，主流协议均支持TCP/IP，可无缝对接 IT 系统。
| 协议名称 | 核心特点 | 传输速率 | 适配场景 | 典型应用设备 |
|---|---|---|---|---|
| Profinet IO | 西门子主推，实时性强（IRT 同步实时≤1ms），兼容性好，组网灵活，支持冗余 | 100M/1Gbps | 自动化产线、智能制造、大型工控系统（西门子 PLC / 设备生态） | 西门子 PLC、伺服 / 变频器、传感器、工业机器人 |
| EtherNet/IP | 罗克韦尔主推，基于 CIP 通用协议，无缝兼容 DeviceNet，北美市场主流 | 100M/1Gbps | 汽车制造、包装机械、北美系工控系统 | 罗克韦尔 PLC、AB 变频器、邦纳传感器、施耐德部分设备 |
| Modbus TCP | 最通用、最简单的工业以太网协议，开发成本低，无专利限制，兼容性极强 | 100M/1Gbps | 中小型工控系统、设备远程监控、多品牌设备混搭 | 各品牌 PLC、变频器、仪表、传感器、触摸屏（几乎全兼容） |
| EtherCAT | 倍福主推，实时性顶尖（周期≤100μs），拓扑灵活（总线 / 星型 / 树型），同步性好 | 100Mbps（实时）/1Gbps（非实时） | 高速运动控制、精密自动化、机器人、多轴伺服同步 | 倍福 PLC、汇川 / 雷赛伺服、松下变频器、工业机器人 |
| CC-link IE Field | 三菱主推，分 Basic（通用）和 Tsn（高实时），适配三菱工控生态，支持大节点数 | 1Gbps | 三菱 PLC 为主的产线、机床、自动化设备 | 三菱 PLC、伺服 / 变频器、触摸屏、三菱机器人 |
| Powerlink | 开源实时以太网，实时性接近 EtherCAT，无专利费，适合中小厂商 | 100Mbps | 中小型自动化产线、非标设备、多品牌混搭 | 国产 PLC、步进 / 伺服、小型变频器 |
以太网协议核心选型点
若单品牌生态（如西门子 / 三菱 / 罗克韦尔）：优先选品牌主推协议（Profinet/CC-link IE/EtherNet/IP），配套性最好、调试最便捷；
若多品牌设备混搭：首选Modbus TCP（兼容性无敌），次选EtherCAT（开源、实时性好）；
若高速运动控制（多轴伺服 / 机器人）：必选EtherCAT/Profinet IRT/CC-link IE Tsn（高实时、高同步）。
二、经典存量：传统现场总线协议（设备级 / 低速场景，稳定、布线简单）
工业以太网普及前的主流，主打低速、近距离、抗干扰强，采用专用总线拓扑，无需以太网交换机，布线成本低，目前仍在老设备改造、低速采集、现场设备级互联中广泛使用，部分协议可通过网关对接工业以太网。
| 协议名称 | 核心特点 | 传输速率 | 适配场景 | 典型应用设备 |
|---|---|---|---|---|
| Modbus RTU/ASCII | 最经典的现场总线，串口（RS485/232/485）通信，简单通用，无专利 | 9600bps~115200bps | 仪表、传感器、变频器的低速数据采集，小型设备互联 | 温度 / 压力仪表、变频器、小型 PLC、数显表 |
| CC-link/LT | 三菱经典现场总线，分 CC-link（高速）和 CC-link LT（低速），适配三菱生态 | 156kbps~10Mbps | 三菱 PLC 老设备、机床、产线设备级互联 | 三菱老款伺服 / 变频器、远程 IO、传感器 |
| DeviceNet | 基于 CAN 总线，罗克韦尔主推，设备级互联，支持热插拔，北美市场主流 | 125/250/500kbps | 汽车制造、产线现场设备、传感器 / 执行器互联 | 罗克韦尔远程 IO、气缸、传感器、小型变频器 |
| Profibus DP/PA | 西门子经典现场总线，分 DP（高速控制）和 PA（本安型，防爆现场） | 9.6kbps~12Mbps | 西门子老工控系统、化工防爆现场、大型产线 | 西门子老款 PLC、远程 IO、防爆仪表、变频器 |
| CANopen | 基于 CAN 总线，开源通用，实时性好，支持多节点，无专利费 | 125kbps~1Mbps | 运动控制、机器人、小型设备互联，车载工控 | 伺服驱动器、步进电机、AGV、小型机器人 |
| LonWorks | 分布式总线，支持多种介质（双绞线 / 光纤 / 无线），组网灵活 | 78kbps~1.25Mbps | 楼宇自动化、智能家居、工业现场多介质组网 | 楼宇传感器、空调、照明控制设备 |
传统现场总线核心选型点
串口低速采集：首选Modbus RTU（RS485，支持多节点，抗干扰强），替代 RS232（仅点对点）；
防爆现场：首选Profibus PA/CC-link PA（本安型，适配化工 / 石化场景）；
CAN 总线生态设备：首选CANopen（开源、通用），替代专用 CAN 协议。
三、细分场景：设备级 / 专用总线协议（小众但刚需，适配特定设备 / 场景）
针对特定设备类型、特殊工业场景设计的专用总线，主打设备专属适配、高实时性、高可靠性，一般仅用于对应设备 / 场景，部分可通过网关与主流总线对接。
| 协议名称 | 核心特点 | 适配场景 | 典型应用设备 |
|---|---|---|---|
| ServoNet | 专用于伺服运动控制，高实时、高同步，支持多轴联动 | 多轴伺服同步、精密运动控制 | 各品牌高端伺服驱动器、运动控制器 |
| HART | 兼容 4-20mA 模拟量，数字 + 模拟混合通信，本安型 | 化工 / 石化防爆现场、仪表数据采集 | 防爆压力 / 温度仪表、流量变送器 |
| PROFIBUS FMS | 西门子管理级总线，用于 PLC 之间的大数据传输 | 大型工控系统的控制级互联 | 西门子高端 PLC、工控机、服务器 |
| SDS | 国产自主可控现场总线，抗干扰强，适配工业现场 | 国产工控系统、自动化产线 | 国产 PLC、变频器、传感器、远程 IO |
四、工业外部总线选型通用原则（按场景快速定协议）
新项目 / 高速控制：优先选工业以太网（Modbus TCP/EtherCAT/Profinet），兼顾实时性和未来拓展；
老设备改造 / 低速采集：沿用传统现场总线（Modbus RTU/Profibus DP），通过网关对接工业以太网；
单品牌生态：选品牌主推协议（西门子→Profinet，三菱→CC-link IE，罗克韦尔→EtherNet/IP），调试效率高、配套完善；
多品牌混搭：首选Modbus TCP（以太网）/Modbus RTU（串口）（全兼容），次选EtherCAT（开源）；
运动控制 / 多轴同步：必选EtherCAT/Profinet IRT/CC-link IE Tsn（高实时、高同步）；
防爆 / 化工场景：选Profibus PA/HART/CC-link PA（本安型，抗干扰、防爆）；
小型设备 / 低成本：选Modbus RTU（RS485）/CANopen（布线简单、成本低）。
五、总线互联：网关的核心作用
若现场存在多种总线协议混搭（如 Modbus RTU 传感器 + Profinet PLC+EtherCAT 伺服），通过工业网关实现协议转换，网关可将传统现场总线 / 专用总线转换为主流工业以太网，实现全系统的互联互通，是工业现场总线组网的 “桥梁”。
典型网关：Modbus RTU→Modbus TCP、Profibus DP→Profinet、CANopen→EtherCAT 等。
总结
工业外部总线的发展趋势是 **“工业以太网为主，传统现场总线为辅，协议逐步统一”，其中Modbus（TCP/RTU）** 是通用基础，EtherCAT/Profinet/CC-link IE是各品牌主流，CANopen/DeviceNet是设备级经典；实际应用中，无需追求 “高端协议”，匹配设备生态、适配现场场景的协议就是最优选择。
