控制工程在线更新2004年12月10日

新提出的基于以太网的驱动器网络解决方案承诺更高性能的运动和TCP/IP兼容性

以太网技术正在成为高性能伺服驱动器和机器控制网络的主导网络。并不是所有的牌都摆在桌面上，但全球超过100家公司的供应商集团正在为基于以太网的解决方案投入大量的开发资金。

供应商的目标应用包括高端机器和运动控制，使用单一的高速网络进行运动、I/O和IP通信，以简化配置、操作和维护。但工程师们面临的问题是:面对各种各样的网络解决方案、公司联盟和标准组织，哪种解决方案最适合他们?

ARC咨询集团(ARC Advisory Group)分析师萨尔•斯帕达(Sal Spada)表示，原始设备制造商应该考虑机器控制的网络架构，以及第三代数字驱动器如何为中低端驱动器市场带来标准的网络功能。

斯帕达表示:“在这个市场上，没有统一的答案。“但以太网本身正在为更强大的解决方案提供基础。如果原始设备制造商的供应商没有朝着这个方向前进，他们肯定是落后的，”他补充道。

EtherCAT技术集团

EtherCAT由Beckhoff (www.beckhoffautomation.com)，在现场有近2000个节点。倍福北美首席执行官Gerd Hoppe表示，该协议已经发布并提交给IEC和ISO，用于即将发布的实时以太网标准的标准化。此外，EtherCAT标准化小组(www.ethercat.org)已形成。

虽然该技术可以实现分布式控制，但它的主要优势是集中控制，并且它具有使用X86处理器和Windows操作系统的强大传统。

Hoppe说:“EtherCAT能够实时执行电报内容，优点是不需要驱动器或I/O模块中的微处理器来执行电报内容。”处理是通过硬编码的协议芯片完成的，因此应用端完全摆脱了IP协议栈的处理，Hoppe表示，这种方法使EtherCAT芯片成本保持在5- 6美元范围内，低于竞争对手。

他说，与IEEE 802.3规范的兼容性允许该技术与常规TCP流量一起使用，因此可以管理常规流量和实时流量之间的冲突。系统使用自动分配地址，以消除手动交换机，加上MAC ID和IP地址设置。

EtherCAT具有100BaseT以太网的速度，可以直接在CPU上执行运动控制和其他功能，并取代通常通过软件插入PCI总线的Profibus、ControlNet和DeviceNet扫描卡。因此，倍福正在考虑推出一种小型PC (3×5英寸)，没有旋转介质，没有风扇，使用赛扬/奔腾M处理器。该设备将有两个以太网接口，一个用于IT通信，另一个用于与机器通信，一个用于LCD显示器的PCI连接器，一个24V电源和一个CF内存插槽。

以太网Powerlink

通过现场的20,000个节点，Ethernet Powerlink可以用于驱动器到驱动器和驱动器到控制器的通信，也可以用于连接到同一网络上的hmi、I/O、传感器和其他设备。以太网Powerlink技术最初由贝加莱自动化(www.br-automation.com)开发，现已开放，由40家公司组成的联盟开发了版本2规范，其中包括自动化供应商、机械制造商和最终用户。

贝加莱自动化公司表示，以太网Powerlink是独一无二的，因为它不需要任何专门的硬件，并通过实现时间分段系统来防止软件中的网络冲突，从而提供确定性。该系统是一种分散的自动化方法，使用点对点通信在一个周期内从驱动器或中央CPU广播信息。在一些运动应用中，将编码器反馈带入驱动器并广播位置信息的能力，例如，消除了网络负载并提供了更快的位置更新，因为完成操作只需要一个周期。

Ethernet Powerlink还使用CAN自动化组(www.can-cia.de)开发的CAN设备配置文件(用于驱动器、I/O、传感器和其他组件)，这些配置文件定义了要传输的变量以及它们将位于通信电报中的位置。

Profinet红外热成像

Profinet IRT(意为“等时实时”)是针对高性能运动控制应用的，例如需要精确、高速同步的Web处理应用。Profibus贸易组织执行董事Michael Bryant表示，Profinet IRT采用开关技术，实现了150微秒循环时间的高性能。

根据Bryant的说法，IRT的关键区别在于确定性性能及其与标准的、现成的TCP/IP通信的兼容性。首批Profinet IRT产品预计最早在2005年中期上市。最近，德国四大汽车制造商宣布了他们在Profinet上的标准化。点击这里阅读更多。

SERCOS-III

拟议的SERCOS- iii规范将为提供SERCOS接口产品的30多家控制制造商和15家驱动器制造商提供基于以太网的解决方案。对于新用户，新标准保持了与以前版本的软件兼容性，并且不改变应用软件。

SERCOS持有的最大优势之一是它在各种各样的运动应用中的使用和采用。

SynqNet技术

Motion Engineering Inc. (www.motioneng.com)设计了SynqNet来支持高性能的集中控制系统。此外，许多原始设备制造商和驱动器供应商已经将该技术嵌入到其产品中。ARC的Spada表示，他相信Danaher Motion最近对MEI的收购可以帮助他们推动网络的发展。

在环形拓扑中实现SynqNet提供了独特的“自修复”容错，可以保证系统在任何节点出现电缆断裂、连接松动或完全故障时都能正常运行。即使五个节点中有两个发生故障，SynqNet也可以控制剩下的节点并执行备选的运动参数。一个封闭的环确保了在整个环中传输的数据有一个冗余的数据路径，SynqNet将其用作辅助数据通道。

本文由Al Presher撰写，由设计的新闻．