社会中使用以太网进行运动控制的三个关键点分析
在工业自动化和控制系统中,运动控制应用要求确定性,以确保位置保持、驱动器的精确停止、适当的加速/减速以及其他任务。尽管标准的IEEE802.3以太网从未达到这些要求,它仍然缺乏可预测性。此外,TCP/IP协议栈的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此,现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。
然而,从EtherNet/IP到EtherCAT等以太网解决方案,以其独特方式克服了这些缺点。尽管工业以太网相较于其他替代技术还有一些优势,但它在运动控制中还远没有占到主导地位。我们来看看它能够并且将会在未来几年的竞争中越来越被接受的三个原因。
融合而不是增加复杂性
随着时间推移,企业IT与工厂之间互联不断增加,这导致了系统更复杂,将标准以太网和工业以太网与现场总线混合使用。这样的网络很复杂,而且建立和维护昂贵,每个协议都需要各自实施程序、安装人员和培训。而以太网提供了将适用于运动、安全等不同网络融合到经济高效基础架构上的可能性,该架构布线更容易获得供应商广泛支持,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,这种精确通过使用基于时隙调度支持,每个设备都有一个与设备通信调度表。但如果数据传输无法预测,则可能会丢失结果,因此需要确定性来保证环路稳定性的实现。在某些情况下,以太网能够支持工厂苛刻移动应用,如直接集成英特尔芯片内加速器电路实施IEEE1588,以及EtherCAT高速实时处理如何实现始终如一性能。
面向IIoT长期可行性
作为一种局域网络技术,以太网已经经过一系列发展,并为IP核心驱动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)也使得以太网成为当前及未来移动控件理想选择。这并不意味着现场总线或PCI会消亡,只是在自动化行业迈向IIoT时代,以太天优势持续提升。