在工业自动化和控制系统中,以太网、现场总线以及其他技术(如外围组件互连)竞相争夺,用于处理一些最苛刻要求的工作负载。运动控制应用要求确定性,这是确保位置保持所必需的,从而保证驱动器的精确停止、适当的加速/减速以及其他任务。标准的IEEE802.3以太网从未达到这方面的要求,它缺乏可预测性。此外,典型堆栈中的TCP/IP并未针对实时流量进行优化。
尽管如此,EtherNet/IP到EtherCAT等以太网解决方案通过其独特方式克服了这些缺点。在未来几年的竞争中,我们可以看到它能够并且将会被接受的三个原因。
融合而不是增加复杂性
随着企业IT与工厂之间互联不断增加,系统变得更复杂。融合不同网络,如SERCOS1、PROFIBUS®、SafetyBUSp和DeviceNet,可以通过以太网实现,将适用于运动和安全等不同网络融合到一个经济高效基础架构上,该架构布线更容易,并能适应未来要求。
确定性适用于运动控制应用
运动控制依赖于精确通信。这通过使用基于时隙的调度来支持,每个设备都有一个与设备进行通信的调度表。但如果数据传输变得无法预测,则可能会丢失结果,因此需要确定性来确保环路稳定性。以太网能够支持工厂中苛刻运动控制应用,如直接集成英特尔芯片内加速器电路在EtherNet/IP中实施IEEE1588,以及EtherCAT高速实时处理。
面向IIoT长期可行性
以太网作为一种局域网技术已经发展了一系列阶段,其制造规模较小且面临逐渐成为过时工业标准架构风险。而PCI正面临逐渐成为过时工业标准架构风险,以太网经过不断发展现已完全有能力为IP核心下的工业物联网提供服务。即将到来的改进,如时间敏感型网络完善IEEE1588并支持网络融合可能性,使得以太网成为当前和未来运动控制理想选择,而不意味着现场总线和PCI将消亡,只是随着自动化行业迈向IIoT,以太nets优势将持续提升。