工業(yè)以太網(wǎng)動(dòng)態(tài)——五大主流技術(shù)比較
系統(tǒng)綜述
5個(gè)主要競爭者
PROFINET
POWERLINK
EtherNet/IP
EtherCAT
SERCOS III
系統(tǒng)的選擇
這五個(gè)是基于技術(shù)，實(shí)時(shí)性垂暖，標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)及市場方面的戰(zhàn)略考量饲残，例如：是否有一個(gè)用戶組織在持續(xù)的進(jìn)行著協(xié)議的開發(fā)？該協(xié)議是否遵循IEC標(biāo)準(zhǔn)脚自，且是否系統(tǒng)滿足硬件實(shí)時(shí)的需求惫康？
實(shí)時(shí)性
IEEE802.3以太網(wǎng)中存在的用于解決數(shù)據(jù)碰撞的機(jī)制帶來了數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t，為了達(dá)到實(shí)時(shí)性能联缝，工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議采用了不同的方法去避免這種碰撞赢瘦，對于硬實(shí)時(shí)，信號傳輸時(shí)間必須精確的按照時(shí)間幀來進(jìn)行苇葫，或者他們可以觸發(fā)一個(gè)錯(cuò)誤機(jī)制汇泰。循環(huán)時(shí)間在數(shù)百個(gè)毫秒的系統(tǒng)應(yīng)用對于軟件實(shí)時(shí)是足夠的，例如溫度控制蛙疗，而對于數(shù)字控制或運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用經(jīng)常需要其循環(huán)周期小于1mS珊求。
市場滲透
選擇何種工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行比較的另一關(guān)鍵因素是其市場占有情況：IMS和ARC的調(diào)研表明大約四分之三的工業(yè)以太網(wǎng)使用Ethernet/IP，PROFINET曾蚊，或Modbus/TCP赃阀。其次為POWERLINK和EtherCAT-這兩個(gè)系統(tǒng)特別適合硬實(shí)時(shí)性要求。
以下描述中不考慮Modbus/TCP擎颖，因其用戶組織ODVA已經(jīng)表明它將被集成到EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)中榛斯。對于SERCOSIII，盡管它的市場份額比較小搂捧，但是驮俗，它在高速運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域扮演著非常重要的角色。
系統(tǒng)如何工作
實(shí)時(shí)的不同方法
其中一個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別在于不同的工業(yè)以太網(wǎng)如何調(diào)度并管理數(shù)據(jù)傳輸使得網(wǎng)絡(luò)可以提供實(shí)時(shí)性允跑，EtherCAT和SERCOSIII的通信采用了集束幀方式：在每個(gè)周期王凑，網(wǎng)絡(luò)向所有的節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另一個(gè)沿環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行傳輸聋丝，同時(shí)采集每個(gè)節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)數(shù)據(jù)索烹。相比之下，其他通信協(xié)議則使用獨(dú)立報(bào)文給每個(gè)節(jié)點(diǎn)，而從站也通過獨(dú)立報(bào)文進(jìn)行應(yīng)答百姓。
各系統(tǒng)使用三種不同的方法來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性：
- 一個(gè)主站控制網(wǎng)絡(luò)上的時(shí)隙渊额，在POWERLINK環(huán)境，主站授權(quán)每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立發(fā)送數(shù)據(jù)垒拢，在EtherCAT和SERCOSIII網(wǎng)絡(luò)驶滚，集束幀報(bào)文的傳輸跟隨主站的時(shí)鐘。
- PROFINET IRT使用同步開關(guān)控制通信過程北拔。
- EtherNet/IP通過采用CIP Sync同步分發(fā)IEEE1588兼容的時(shí)鐘信息給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)换秧。
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