概述
ETHERNET Powerlink由奥地利B&R公司于2001年11月创议和开发，并在2002年4月成立了EPSG（ETHERNET Powerlink Standardization Group）。该组织的起始成员有B&R，Hirschmann Electronics，Kuka Roboter，Lenze和Zurick University of Applied Science，目前已发展为几十个会员，仍在不断的壮大，其中不乏著名的国际公司如ABB，Smart Network Device，Baldor等。在2002年4月，EPSG宣布向第三方开放，并建立中立的认证机构，从而进一步推动ETHERNET Powerlink的发展。
ETHERNET Powerlink是到目前为止，唯一的经过现场验证，基于高速以太网的开放、实时通信协议甚至能用于时间十分苛求的高速运动系统。这是一个完整的从管理层一直到现场I/O层的确定性传送实时数据的透明解决方案，并已成为工业标准，其可预测的通信过程有非常短的循环时间（<200祍）和高的实时精度（Jitter，即抖动或不稳
EPSG的战略合作伙伴目前有：1. CIA/CANOpen，这是设备层通信协议和行规的用户集团，符合EN50325-4标准；2. IAONA（工业自动化开放网络体系结构），IAONA和ETHERNET Powerlink一起，致力于在IEC中制定实时以太网的国际标准；3. ZHW（Zurcher Hochschule Winterthur），是服务和认证机构。
技术要点
ETHERNET Powerlink是一个基于高速以太网、建立在ISO/OSI参考模型层2的通信协议，能实现确定和实时的数据交换。其技术要点是保证确定性的通信，满足IAONA实时等级4（最高等级的性能）和最低的抖动（小于1祍）；符合国际标准如IEEE 802.3V高速以太网（1G以太网和10G以太网即将问世，因而有长的生命周期），IEEE 1588分布式网络设备的精确时间同步以及EN 50325-4 CANOpen等；无缝地集成所有基于IP的协议（集成在TCP、UDP栈上的TELNET，FTP，SNMP，HTTP等）；多种拓扑结构如树型，星型，点线型，菊花链等。不使用交换器（只使用集线器）因而消除排队延迟；允许网络上所有节点能直接地交换数据，而不需要通过主站；没有专用芯片；可以热更换等。
所谓确定性的通信过程是指它具有一个精确的可预测的定时，也就是什么时候数据报文到达接收者，生成响应数据和需要多长时间来传送该数据报文，都是可预测和确定的。它应用等时间同步原理，等时同步是一种数据传送方法，即在每一个精确的总线时钟周期内，确保传送实时数据。
ETHERNET Powerlink避免网络上数据冲突（即2个或2个以上的节点同时访问总线）的方法是采用SCNM机制（SCNM=Slot Communication Network Management，槽通信网络管理）。SCNM能做到：保证无冲突的数据传送；专门的时间槽用于调度等时同步传送的实时数据；共享的时间槽用于异步数据。
ETHERNET Powerlink有2种工作模式即保护模式（Protected Mode）和开放模式（Open Mode）。
保护模式：能运行循环时间最小到200祍，抖动总是小于1祍的控制系统。通过桥路或路由器将网络的实时段和开放IT网络分离以避免数据冲突，通过桥路进行访问能保证最大的安全性。
开放模式：ETHERNET Powerlink通信协议可应用于一个开放的、交换式的网络，以IEEE 1588用于时间同步，在实时网络和IT网络之间不需隔离，这种模式只适用于循环时间为ms级和低到中等定时要求的控制系统。
工作原理
■ ETHERNET Powerlink的数据报文帧
ETHERNET Powerlink的数据报文帧是在以太网的数据报文帧基础上略作改动，其L/T字段的值>1500，这是一个保留的EtherTypeⅡ，用于唯一地识别Powerlink的数据帧。
具体的ETHERNET Powerlink数据报文帧见图1，其说明见表1。
对100Mbps的快速以太网，最短的报文帧其数据字段为46个净字节（即使没有数据传送），包括额外开销为84个字节，传送时间为6.7祍。最长的报文帧，其数据字段为1488个净字节（总字
MAC(介质访问控制)，ETHERNET Powerlink站的以太网地址，其首5个字节是常数，即00-60-65-00-49，第6个字节是站号，正确的站地址必须在网络设备上设定，其中管理站的地址必须是0，控制站的地址为1到253。254和255保留作为网络上的配置和服务之用。
■ 同步和延迟
同步和延迟是实时数据通信的决定性因素。同步决定了分布式系统能辨识的定时事件的准确度，通常是指所有部件同时执行一个重复出现的动作。同步偏差可以是常量，也可以是变量，后者一般称为抖动，常量偏差不是关键且很容易被补偿，但抖动不可能被补偿，延迟是一个事件发生直到另一个部件对此事件作出反应所经历的时间量，延迟和同步呈负相关。
ETHERNET Powerlink基本上是一个循环运行的等时同步系统，即所有的系统数据是在同一个时间长度内进行再生成、交换和处理，而事件控制系统（状态改变）仅当事件发生或状态改变时交换数据。
■ 通信的实现
通信关系 ETHERNET Powerlink使用一个等时同步的时间槽以分配发送数据的授权
循环周期 ETHERNET Powerlink在一个固定的时间间隔内循环地在站与站之间交换数据，循环时间由工程技术人员通过有关软件设定，一个服务循环有启动、循环、异步和空闲4个周期，具体说明如下：
启动周期：发送Start-of-Cyclic帧，准备好必要的数据。
异步周期：发送End-of-Cyclic帧和起始非循环的通信，如有控制站需要发送异步帧（非时间苛求的数据帧），则它发送一个PollResponse帧给管理站并进行排队，管理站检查异步发送授权的配置表，并按优先级的高低从所有排队的控制站中进行选择（包括它本身），然后发送一个Invite Frame（邀请帧）给该站，该站就可以发送异步报文，这是个点对点的报文。
空闲周期：在完成异步报文后尚剩余的时间段。在这个时间段，所有网络上的站“等待”下一个循环的开始，这个时间段是个变量，亦可能是0。
有2种形式的运行，这2种形式可以混合运行。
1、 管理站作为中央站而控制站是其外围设备，管理站通过PollRequest发送输出数据，每个被控站通过PollRequest发送其本身的输入数据。
2、 管理站仅作为中央时钟，没有通过PollRequest帧发送数据，网络为分布式智能，数据在网络中的各个控制站之间进行交换。
4个通信周期在图2中予以说明。
■ 超时（Timeout）
控制站必须在PollRequest帧结束后的一个规定的时间内以PollResponse帧响应，如管理器在Timeout时间仍不能接收到来自控制站正确的PollResponse帧，则它认为或者是站出现故障或者是由于干扰导致PollResponse帧丢失或讹误。管理站通过Quick-Ident帧进行检查和识别，如确认超时，则ETHERNET Powerlink停止循环，报文传送将在下一个循环的开始（SoC）继续进行，下一个循环期中不会访问该故障站，但在访问非循环数据的异步周期，由Ident进行访问，如故障站能响应，则在随后的循环中恢复对该故障站的访问。在今后的修改版本中，对这种情况的处理将改为报文重发，如故障站对重发的报文仍不能响应，则管理站标志该站为非活动站。
■ 应用于运动控制系统
在运动控制领域，往往有几个主轴控制或同步十几个以至几十个从轴的场合。为此，ETHERNET Powerlink将控制站分为2种类型：
类型1-循环：在每一次循环中必须访问的控制站。
类型2-预配置比例：在每一次循环中，只访问预配置的一部分站。
因此每一次ETHERNET Powerlink循环中访问的站数等于全部类型1的站再加上预配置的最大数据的类型2站。这样安排的优点是优化带宽和平衡网络的负载，具体见图3。
