为什么是以太网用于运动控制?

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以太网正成为工业应用中日益重要的网络。

就运动控制而言,以太网、现场总线以及或多或少技术(如外围组件互连)历来全版全版都是相互竞争的,用以在工业自动化和控制系统中获得对或多或少最苛刻要求的工作负载的出理 权限。运动控制应用要求选择性(保证网络不不可不能不能 及时将工作负载传送至预定的节点),这是确保位置保持所必需的,这进而又将确保驱动器的精确停止、适当的加速/加速运动以及或多或少任务。

标准的 IEEE 1002.3 以太网从未达到这方面的要求。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,但它还是存在问题可预测性。此外,典型堆栈中的 TCP/IP 的深度图复杂并未针对实时流量的可靠传送进行优化。已经 ,现场总线以及饱含基于 ASIC 的 PCI 卡的 PC 控制架构无缘无故是常见的运动控制出理 方案。

从 EtherNet/IP 到 EtherCAT 等以太网出理 方案以其独特的妙招 克服了这一 缺点。尽管工业以太网相较于别的替代技术还有或多或少其它优势,然而它在运动控制中还远那末了占到主导地位。让让让我们 儿儿来看看它不不可不能不能 已经 将会在未来几年的竞争中那末了被接受的二个多由于。

1、融合而全版全版都是增加复杂

随着时间的推移,企业 IT 与工厂之间的互联不断增加,由于了系统更复杂,往往将标准以太网和工业以太网与现场总线混合使用。累似 于,机器将会会利用:

>>>>适用于与伺服器进行通信的 SERCOS1;

>>>>适用于联网变频驱动器的 PROFIBUS?;

>>>>适用于故障安全现场总线通信的 SafetyBUS p;

>>>>适用于连接至传感器的 DeviceNet;

>>>>适用于向最终用户发送数据、通过网关访问的以太网。

已经 的网络很复杂,已经 它的建立和维护也很昂贵。每个协议都时需其他人的实施多多线程 运行、安装人员和培训。相比之下,以太网提供了将适用于运动、安全等的不同网络融合到经济高效的基础架构上的将会性,该架构布线更容易,获得供应商的广泛支持,不可不能不能 适应未来要求。

以太网提供了不同网络融合的将会性 。

EtherNet/IP 协议体现了怎么在实践中充下发挥融合的作用。通过使用 TCP/IP 和 UDP/IP 等标准以太网技术、辅以 CIP Sync(用于实现分布式时钟 IEEE 1588 精确时间协议同步)等形态,集成的交换式系统可不能不能 一同适应商业和工业应用。

2、选择性适用于运动控制应用

运动控制依赖于精确通信。这一 精确性通过使用基于时隙的调度来支持,每个设备在调度策略中全版全版都是二个多与其它设备进行通信的调度表。这一 伺服驱动器和控制器计算出它们其他人的时序,由此可计算出控制函数的?T值。已经 ,将会数据传输变得无法预测,则将会会丢失结果,已经 时需选择性来确保环路的稳定性。

以太网不不可不能不能 支持工厂中苛刻的运动控制应用。

在或多或少状态下,通过直接集成于英特尔芯片内的加速器电路在 EtherNet/IP 中实施 IEEE 1588,已经 以太网出理 方案用于强制选择性的一种生活生活常见机制。EtherCAT 的高速实时出理 是运动控制应用中怎么实现始终如一的预测性能的已经 示例。EtherCAT 突破了基于 PCI 的集中式通信的严格物理限制,即要求机器出理 单元和伺服出理 器之间可快速通信但时需保持短距离。

Jason Goerges 在发表于2010年Machine Design的一篇文章中解释道:基于 EtherCAT 的分布式出理 器架构具备宽速率单位、同步性和物理灵活性,可与集中式控制的功能相媲美并兼具分布式网络的优势。

事实上,或多或少采用这一 妙招 的出理 器可不能不能 控制多达6二个多深度图协调的轴(包括位置、速率单位和电流环以及换向),采样速率单位和更新速率单位为 20 kHz。

3、面向IIoT的长期可行性

以太网自作为一种生活生活局域网技术问世以来,将会过一系列发展。鉴于传统现场总线组件目前的制造规模较小,而 PCI 正面临逐渐成为过时的工业标准架构的风险,以太网经过不断发展,现已全版有能力为以IP为核心的工业物联网提供服务。

即将到来的改进(如时间敏感型网络将完善 IEEE 1588 并支持网络融合的将会性)也使以太网成为当前和未来运动控制的理想选择。这并全版全版都是说现场总线和 PCI 将会消亡,已经 随着自动化行业迈向 IIoT,以太网的优势将持续提升。

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