工业网络:速度提供高性能网络

许多要求苛刻的工业应用需要毫秒级的更新和微秒或更短的抖动。高速协议和适当的网络设计可以提供确定性。

文/ Brian Oulton 2011年9月26日

制造商和机器制造商使用以太网/IP以太网协议的运动应用超过100轴的协调运动控制,没有特殊的硬件,复杂的设计,或专有技术。此外,它们可以将运动控制与一个网络所需的其他工业通信结合起来,有助于简化设计并使其更具成本效益。

当罗克韦尔自动化在10多年前设计以太网/IP时,ControlNet可以说是当时最具确定性、高性能的工业网络。网络设计师必须选择是将ControlNet的“计划”方法移植到以太网上,还是使用标准的以太网和TCP/IP及其基于碰撞的集线器,运行在10mb。设计师设想了以太网/IP的未来,当集线器中的碰撞将被交换机取代,后来的网络速度将达到100mb、1gb,甚至更高。

在两年内,这些技术进步变得普遍,使以太网/IP比ControlNet更快、更确定,使工业设备通常可以在1毫秒或更短的时间内更新。以太网/IP中可用的容量、性能和确定性使其适用于最广泛的应用,取代了现场总线、I/O网络、安全网络和过程控制网络。

几年后,ODVA(拥有以太网/IP技术的管理组织)用CIP Sync和CIP Motion技术扩展了该协议,使相同的标准以太网网络能够提供最苛刻的协调运动控制应用所需的额外精度和准确性。它使用IEEE-1588标准,使所有设备的内部时钟在100纳秒的同步精度内精确同步,同时有效地抵消任何“抖动”的影响。

ODVA(拥有以太网/IP技术的独立组织)的主要成员是博世力士乐、思科、欧姆龙、罗克韦尔自动化和施耐德电气。ODVA的成员名册上有超过275家公司。根据Aberdeen的一份报告,以太网/IP是使用最广泛的网络。标准、开放网络的容量、性能和确定性使用户能够为最广泛的应用部署以太网/IP,取代现场总线、I/O网络、安全网络和过程控制网络。

如何选择、申请

仔细询问。网络技术能力不同。在选择工业网络时:

  1. 确保网络能够完成应用程序所需的工作,包括实时I/O和驱动控制、安全性、运动、过程、人机界面(HMI)、机器对机器联锁以及与企业的集成。以太网/IP在这些方面都做得很好;较旧的现场总线满足了这些应用程序的部分需求,但不是全部。
  2. 确定首选设备和首选供应商如何连接。带有内置网络端口或选项卡的设备比必须连接到I/O或通过网络转换器的设备要好。这是因为将设备直接连接到网络,在本例中是以太网/IP,提供了与设备的实时连接。这意味着数据以更少的抖动和延迟实时流动。另一方面,通过I/O或使用网络转换器进行的连接会增加数据流的延迟。例如,通过I/O布线需要可编程逻辑控制器(PLC)读取和写入代码来传递数据,这意味着它不再实时发生。使用网络转换器增加了延迟,在某些情况下,它需要PLC读取和写入数据-在数据传输中产生额外的延迟。以太网/IP提供可互操作的以太网产品,来自300多家供应商,提供1000多个产品线。
  3. 确保网络的性能、容量、拓扑和分段特性满足可能的应用范围。以太网/IP特性遵循最新的商用以太网功能,并支持通过IEC和ODVA标准化的线路和环形拓扑结构。
  4. 确保网络技术能够满足未来的需求。以太网/IP继承了标准商用以太网的技术进步,并与之兼容。
  5. 确保这项技术足够容易接受。以太网/IP通过提供一种利用商业以太网的技能和特性的网络技术,简化了自动化体系结构。

Brian Oulton是罗克韦尔自动化公司的网络业务总监。Mark T. Hoske编辑,CFE Media,控制工程www.globalelove.com

www.rockwellautomation.com

www.odva.org

www.globalelove.com/networks

高性能工业网络:研究与讨论

高性能工业网络表

高性能工业网络包括:
CC-Link IE现场组网 www.cc-linkamerica.org
EtherCAT www.ethercat.org
以太网Powerlink www.ethernet-powerlink.org
以太网/IP与CIP同步和CIP运动技术 www.odva.org
开放PLC网络 www.jema-net.or.jp /日本/ hyojun / opcn_e / opcn5.htm
Profinet红外热成像 www.us.profinet.com
serco三世 www.sercos.com

礼貌的控制工程

控制工程网络广播包括更多关于以太网的内容。

//www.globalelove.com/media-library/webcasts.html