实时以太网:新的SERCOS III功能

一个工业以太网协议，SERCOS III，具有新的特性serco根据SERCOS N.A.总经理Ronald Larsen的说法，该协议在伺服和运动配置文件、循环和非循环通信以及同步机制方面保持了与以前版本SERCOS(串行实时通信系统，一种数字运动控制工业网络)的向后兼容性，同时提供了现有软件驱动程序的轻松迁移。

Larsen解释说，与以前版本的SERCOS相比，SERCOS III通过使用以太网物理层而不需要交换机或集线器来降低成本;采用低成本的FPGA通信控制器;使用Cat5e电缆操作更简单。它提供更高的数据传输速率(100 Mbit/sec，而SERCOS II为16 Mbit/sec);缩短最小周期时间(降至31.25)

Larsen继续说，SERCOS的新功能包括多个运动控制之间的同步和通信配置文件，环形和线路上从设备之间的交叉通信，环形中断时容错的硬件冗余，操作期间连接和移除节点的热插拔，驱动集成安全功能的安全通信，以及之前SERCOS接口的最短周期时间的一半。此外，标准(非实时)以太网帧可以与实时通道并行传输，而不会影响该通道的性能和行为。

控制器到控制器(C2C)同步和通信配置文件是使用SERCOS III互连运动控制器的配置文件。Larsen解释说，它定义了运动控制器之间的数据交换机制，如参数值、轴命令和状态值。它提供了在硬实时级别上的控件同步。

Larsen说:“以太网物理支持环形或线路上的从设备之间的交叉通信，以及不同环形/线路上的从设备之间通过控制器到控制器的通信。“这发生在实时频道中，每个设备的所有电报都是透明的。它允许更短的反应时间和相互快速监测轴组，如龙门轴。”

他说，以前版本的SERCOS通信是单向的。以太网支持全双工双向信号流，因此可以使用线和环逻辑信号流结构。环形拓扑提供冗余，以便在环形中断的情况下操作可以继续，从而提供更好的正常运行时间。在操作过程中，设备可以在环形或线路末端的任何位置进行热插拔。此外，标准以太网设备(如笔记本电脑)可以连接到未使用的SERCOS III端口，通过IP通道(非实时通道)与SERCOS III设备通信。这对于设置和诊断非常有用。

Larsen说，SERCOS安全是集中式和分散式安全应用的协议扩展，与已建立的SERCOS传输机制兼容。它基于生产者/消费者模型，具有多达16,384个单连接和1,024个多播连接。它提供了一个多达15个多播参与者的安全网络。SERCOS Safety为跨SERCOS III网络的安全数据和从设备之间的直接安全数据通信提供了路由机制。因此，SERCOS接口可用于符合IEC 61508 SIL 3(安全完整性等级)的安全应用中，即使是在最短的周期内，Larsen说。与以前的版本一样，新接口通过标准化驱动器和控件之间交换的数据、参数、命令和反馈，可以在系统中使用来自不同制造商的控件和驱动器。

I/O连接的扩展设备配置文件是基于现有的SERCOS通信协议。模块化I/O设备与总线耦合器和简单的块I/O将包括在内。为了最大限度地降低总线接口的成本，特别是对于简单的I/O，一种基于fpga的低成本通信控制器正在开发中。拉森预测，如果批量生产，价格有望低于5美元。

SERCOS北美公司成立于1994年，其成员包括对工业自动化感兴趣的制造商、系统集成商、软件开发人员和教育机构。他们在SERCOS N.A.技术工作组内指导接口标准的未来。

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- - - - - -编辑马克·霍斯克，
总编辑、控制工程

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