5種主流的以太網(wǎng)的比較

1、系統(tǒng)比較INDUSTRIAL Rl ! ETHERNET iFACTS五大主流技術(shù)系統(tǒng)如何運(yùn)行用戶(hù)組織背景一覽XPROFINET POWERLINK EtherNet/IP EtherCAT SERCOS III投資可行性及性能系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者INDUSTRIAL I !ETHERNETFACTSuejepunjex-fecs £B6eqCD3系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者刖呂對(duì)局外人而喜，工業(yè)以太網(wǎng)存在很多讓他們混淆的問(wèn)題而且并非斑立.即使那些專(zhuān) 家有時(shí)候也被各種風(fēng)起云涌的競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)所困擾，盡管制造商們提供了很多信息，描述 他們的技術(shù)性能和特定的功能.井希

2、望給出易于理解的解釋.然而.用戶(hù)仍然發(fā)現(xiàn) 他們無(wú)法從這里獲得比較全面信息以支持他們進(jìn)行這個(gè)方面的投入。我們也的確經(jīng)常會(huì)遇到這方面的需求-尋求一個(gè)概要性的對(duì)于主流系統(tǒng)的評(píng)價(jià)：“在 哪些方面存在差異？ ”因此.我們覺(jué)得有必要出版一個(gè)專(zhuān)刊用來(lái)探討這個(gè)話(huà)題. 在創(chuàng)建這個(gè)話(huà)題時(shí)，我們?cè)噲D去盡力保持客觀(guān)與公正的角色，我們的綜述聚焦干技 術(shù)本身及其商業(yè)意義.也同時(shí)考慮了評(píng)估系統(tǒng)的戰(zhàn)路要素-這主要是對(duì)那些考慮長(zhǎng) 期以太網(wǎng)設(shè)備投資安全性的決策者而喜的.在這個(gè)刊物中的觀(guān)點(diǎn)來(lái)源于與多個(gè)領(lǐng)域中的開(kāi)發(fā)者及決策制定者的交流與探討而獲 猬，我們必須使猬每個(gè)觀(guān)點(diǎn)與結(jié)論都是經(jīng)過(guò)臉證的.除了這些努力之外，我們希望 這有助于您對(duì)它

3、的認(rèn)同.如果您對(duì)此有任何的評(píng)述和建議.請(qǐng)給我們發(fā)電子郵件或 者電話(huà).我們期望任何您對(duì)此概覽的支持.并且我們歡迎任何有助于我們盡力客觀(guān) 公正的探討。#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者本文檔未經(jīng)許可不得悸改但是我們鼓勵(lì)衽 保持文檔芫整性前提下的傳播，本文檔的最 新版本可 ttwww.ethernet- 上獲得下戟.#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者Christian Schlegel, CEO IXXAT 一 GermanyAnton Meindl, President EPSG - GermanyStefan Schonegger, Business Unit

4、 Manager B&R - AustriaBhagath Singh Karunakaran, CEO Kalycito - IndiaHuazhen Song. Marketing Manager POWERLINK Association 一 ChinaStephane Potier, Technology Marketing Manager EPSG - France聯(lián)廉方氏:Ethernet POWERLINK中01 用戶(hù)組織 *86.21-54644803 ethemet-#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者5系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者介紹4評(píng)論的系統(tǒng)選擇系統(tǒng)

5、如何運(yùn)行6實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的方法 PROFINET 通信 POWERLINK 通信 Ethemet/IP 通信 EtherCAT 通信 SERCOS III 通信組織12用戶(hù)紐織和授權(quán)機(jī)制投資可行性標(biāo)準(zhǔn)16兼容性/向下兼容性 電磁兼容性(EMC) 電氣連接點(diǎn) 接線(xiàn)/靈活拓?fù)?熱插拔 高可用性 千兆網(wǎng)就緒 安全方案可用性 市場(chǎng)港透性能 18實(shí)現(xiàn) 22安全功能 26#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者ETHERNETFACTS這五個(gè)是基于技術(shù).實(shí)旳性.標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)及市場(chǎng)方面的戰(zhàn)略 考呈.例如：是否有一個(gè)用戶(hù)組織在持續(xù)的進(jìn)行著協(xié)議的開(kāi) 發(fā)？該協(xié)議是否適循IEM準(zhǔn).且是否系統(tǒng)滿(mǎn)足硬件實(shí)時(shí)的需求？實(shí)時(shí)性IEEE802.3

6、以太網(wǎng)中存在的用于解決數(shù)據(jù)碰撞的機(jī)制帶來(lái)了 數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t.為了達(dá)到實(shí)時(shí)性能.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，對(duì)于便實(shí)時(shí)，信號(hào)傳輸時(shí)間 必須精確的按照時(shí)間幀來(lái)進(jìn)行.或者他們可以融發(fā)一個(gè)錯(cuò)誤 機(jī)制.循環(huán)時(shí)間在數(shù)百個(gè)毫秒的系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)于軟件實(shí)時(shí)是足 夠的.例如溫度控制，而對(duì)干數(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1R1S。#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者7系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者市場(chǎng)得透選擇何種工業(yè)次太網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行比較的另一關(guān)鍵因素是其市場(chǎng) 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, P

7、ROFINET,或Modbus/TCPa 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.因其用戶(hù)組織ODVA已經(jīng)表 明它將被集成到EtherNeVIP網(wǎng)絡(luò)中對(duì)于SERCOSIIL盡管 它的市場(chǎng)份額比較小，但是，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)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者輸送系統(tǒng)倚單控制. 多斂自動(dòng)化系統(tǒng)#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者實(shí)時(shí)尊級(jí)和 應(yīng)用領(lǐng)域（IAONA分類(lèi)）機(jī)床高速過(guò)程.機(jī)爲(wèi)人高性能同步處理.電子轉(zhuǎn)動(dòng)1 ps 10ps 100ps1 ms 10 ms 10

8、0 ms 1 s10 s響應(yīng)時(shí)間/抖動(dòng)#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者INDUSTRIAL I ETHERNETFACTS#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者實(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)傳輸使狷網(wǎng)絡(luò)可以提供實(shí)時(shí)性.EtherCAT和SERCOSIII 的通信釆用了尖束幀方式：在每個(gè)周期.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，同時(shí)采集每個(gè)節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)數(shù)據(jù)"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(guò)獨(dú)立報(bào)文 進(jìn)行應(yīng)答，各系統(tǒng)

9、便用三種不同的方法來(lái)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，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)，在EtherCAT和SERCOSIII網(wǎng)絡(luò)， 集束牘報(bào)文的傳輸跟賄主站的時(shí)鐘.-PROFINET IRT使用同步開(kāi)關(guān)控制通值過(guò)程.EtherNeVIP通過(guò)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)。#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者PROFINET （ “過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)”）按照對(duì)確定性的等級(jí)需求不 同而采用不同的實(shí)現(xiàn)方法：PROFINET RT通常用于軟實(shí)肘或沒(méi)有實(shí)時(shí)性要求的應(yīng)用場(chǎng) 合.而PROFINETIRT則針對(duì)碩實(shí)時(shí)應(yīng)用.該技術(shù)由SIEMENS和PROFI

10、BUS用戶(hù)組織PNO的成員公司共同開(kāi)發(fā)，它 是基干以太網(wǎng)之上的PROFIBUS DP以及PROFINET I/O的成 功應(yīng)用-指定所有I/O控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸以及參數(shù)化，診 斷，和網(wǎng)絡(luò)的布局。為了覆蓋不同的性能等級(jí)，PROFINET 使猬各協(xié)議和服務(wù)可自由采用生產(chǎn)者/消費(fèi)者原則高優(yōu)先級(jí) 的有效載荷數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)協(xié)議并以以太網(wǎng)幀VLAN的優(yōu)先次 序直接發(fā)送，而診斷和配置數(shù)據(jù)發(fā)送使用UDP/ IP這使系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)循環(huán)周期時(shí)間約10毫秒的I/O應(yīng)用。對(duì)于時(shí)鐘同步周期時(shí) 間要求低于毫秒及運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用，則提供PROFINET IRT, 它實(shí)現(xiàn)了一個(gè)分時(shí)復(fù)用的硬件同步開(kāi)關(guān)一所謂的動(dòng)態(tài)幀包裝 （DFP）,為

11、用戶(hù)提供一個(gè)新的PROFINET循環(huán)時(shí)間的優(yōu)化 設(shè)計(jì)井于2009年發(fā)布此特性.9系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者ETHERNETFACTS#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者POWERLINKSW由B&R開(kāi)發(fā)升于2001 年使用.Elhemel POWERLINK標(biāo)準(zhǔn)化組織（EPSG）是一個(gè)獨(dú)立的用戶(hù)組織 并且遵循民主童程“，自2003年以來(lái)，負(fù)責(zé)該技術(shù)的進(jìn)一步 發(fā)展。POWERLINK是一個(gè)完全免專(zhuān)利費(fèi)的技術(shù)，獨(dú)立于供 應(yīng)商，采用純軟件方式的協(xié)議，卻可達(dá)到硬實(shí)時(shí)的性能。在 2008年，EPSG提供了該技術(shù)的開(kāi)源版本。POWERLINK集 成了完整的CANopen機(jī)制.并充分滿(mǎn)

12、足IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo) 準(zhǔn)，即該協(xié)議提供了所有標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)功能特點(diǎn)包括交叉通 值和熱插拔.允許網(wǎng)絡(luò)以任意方式進(jìn)行拓?fù)?它條如何工作°POWERLINK使用時(shí)隙和輪詢(xún)混合方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步傳 輸為進(jìn)行協(xié)迴.網(wǎng)絡(luò)中指定PLC或工業(yè)PC作為管理節(jié)點(diǎn) （MN）.該管理節(jié)點(diǎn)運(yùn)行周期性時(shí)隙的調(diào)度井據(jù)此來(lái)同步 所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備.井控制周期性數(shù)據(jù)通信。所有其他設(shè)備運(yùn)行 為受控節(jié)點(diǎn)（CN）在每個(gè)同步周期階段.MN以固定的時(shí) 間序列逐次向CN發(fā)送“輪詢(xún)請(qǐng)求幀PReq-.每個(gè)CNUZ PRes方式立即響應(yīng)這個(gè)請(qǐng)求并傳輸數(shù)據(jù)，”所有其他節(jié)點(diǎn) 可以偵聽(tīng)這個(gè)響應(yīng)。一個(gè)POWERLINK的周期包括三個(gè)部 分在

13、開(kāi)始階段.MN發(fā)送了循環(huán)啟動(dòng)SOC幀給網(wǎng)絡(luò)中的所 有節(jié)點(diǎn)，以同步網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備.抖動(dòng)大約20納秒。多種共享特性:CANopen和POWERLINK OSI模型周期性同步數(shù)據(jù)交換發(fā)生在第二個(gè)階段.多路復(fù)用技術(shù)在這 個(gè)階段中可用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬.第三個(gè)階段的標(biāo)志是異步啟 動(dòng)信號(hào)SOA.用于傳輸大容星.非時(shí)間苛刻的數(shù)據(jù)包"例 如：用戶(hù)數(shù)據(jù)或TCP / IP幀，均可在異步階段進(jìn)行傳輸 POWERLINK分為實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)域。衽異步階段的數(shù)據(jù)傳輸 支持標(biāo)準(zhǔn)的IP幀，通過(guò)路由器將實(shí)時(shí)域和非實(shí)時(shí)域數(shù)據(jù)隔離 以確保數(shù)據(jù)安全。POWERLINK非常適合各種自動(dòng)化應(yīng)用， 包括I/O.運(yùn)動(dòng)控制.機(jī)器人任務(wù).

14、PLC與PLC間的通信，以 及顯示任務(wù).#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者EtnerNeciPEtherNeVIP 通信2000年初跆發(fā)布.EUierNet / IP是一個(gè)開(kāi)放的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它由艾倫一布拉健利（羅克韋爾自動(dòng)化）和ODVA的開(kāi)發(fā)（開(kāi)放DeviceNet供應(yīng)商協(xié)會(huì)）。“工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議“本質(zhì)上是一個(gè)CIP （通用工業(yè)協(xié)議已被使用的ControlNet和DeviceNet上的以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,EtherNeVIP通常是在美國(guó)市場(chǎng)上猬到非常好的應(yīng)用.主要是使用羅克韋爾控制系統(tǒng).&用CIPfi 用 nt應(yīng)用序UtMCSMA'CD

15、DeviceNet CompoNetContrcHNet can CompoNetCTDMA C：.r/AN5A其它DeviceNet CompoNet «««翰理U11系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者它如何工作？EtherNet/IPS標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)硬件上運(yùn)行，并同時(shí)使用TCP/IP和 UDP/IP進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，由于CIP協(xié)議支持生產(chǎn)者/消費(fèi)者模 式.EtherNeVIP采用不同的通信機(jī)制來(lái)處理，例如周期性輪 詢(xún)，時(shí)間或事件觸發(fā)，多波或簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接.CIP應(yīng)用協(xié) 議分為隱性的” E息和“顯性的”用于配潼和數(shù)據(jù)采集的 請(qǐng)求/應(yīng)答報(bào)文當(dāng)顯性信息嵌入

16、到TCP幀.實(shí)時(shí)應(yīng)用數(shù)據(jù)通 過(guò)UDP發(fā)送.因?yàn)楹笳吒袷礁o凄且開(kāi)銷(xiāo)小。形成一個(gè)中心 星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，交換機(jī)通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)掛鉤連接方式防止數(shù) 據(jù)a If. EtherNet/IPrat*通當(dāng)實(shí)現(xiàn)10mS左右的軟實(shí)時(shí)性 能.而CIP Sync和CIP Motion及精確的節(jié)點(diǎn)同步則通過(guò)在 IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)定義的分布式時(shí)鐘方法可以達(dá)到極低的循環(huán)周 期和抖動(dòng).使得它能夠用于伺服電機(jī)的控制與驅(qū)動(dòng)。#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者1 #系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者EtherCAT 通信ETHERNETFACTSEtherCAT （以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù)Beckhoff自動(dòng)化這 項(xiàng)技術(shù)的所有

17、用戶(hù)自動(dòng)成為EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)（ETG）的成員#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者它泉如何工作EtherCAT是基于集束幀方法：EtherCAT主站發(fā)送包含網(wǎng)絡(luò)所 有從站數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包這個(gè)幀按照順序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn). 當(dāng)它到達(dá)量后一個(gè)幀，幀將被再次返回。當(dāng)它在一個(gè)方向上通 過(guò)時(shí)節(jié)點(diǎn)處理幀中的數(shù)據(jù)每個(gè)節(jié)點(diǎn)讀岀數(shù)據(jù)井將響應(yīng)數(shù)據(jù)插 入到幀中為了支持100 Mbit/s的波特率.必須使用專(zhuān)用的ASIC 或基于FPGA的硬件來(lái)高速處理數(shù)據(jù)：因此，EtherCAT網(wǎng)絡(luò)拓 撲總是構(gòu)成一個(gè)邏輯環(huán):一個(gè) EtherCATM 結(jié)構(gòu)所有給每個(gè)節(jié)點(diǎn)的指令都被包含在一個(gè)EtherCAT數(shù)據(jù)報(bào)文的

18、 有效栽荷區(qū).毎個(gè)EtherCAT由一個(gè)頭和幾個(gè)EtherCAT的命 令構(gòu)成.每個(gè)命令包括它自己的頭，給節(jié)點(diǎn)的指令數(shù)據(jù)，及 一個(gè)工作計(jì)數(shù)器。高達(dá)64 KB的可配置地址空間來(lái)配養(yǎng)從站。 尋址處理通過(guò)自動(dòng)遞增方式即每個(gè)從站可以處理16位地址 域.從站也可次在網(wǎng)絡(luò)初始階段以指派方式來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式的 站點(diǎn)尋址，EtherCAT過(guò)程同步每個(gè)從站連接由主站提供的一個(gè)類(lèi)似于IEEE1588的實(shí)時(shí)時(shí)鐘 技術(shù)進(jìn)行同步°從站設(shè)備可以是實(shí)時(shí)也可以是非實(shí)時(shí)機(jī)制. 這更多取決于碩件.基于實(shí)時(shí)時(shí)鐘.控制信號(hào)可以高精度同 步.在物理層.EtherCAT協(xié)議不僅在以太網(wǎng)上運(yùn)行，也可以采用 LVDS（低壓差分信號(hào)傳輸）

19、這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)披Beckhoff使用衽其 端子技術(shù)上，典型的是采用帶有標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口的PC作為一 個(gè)EtherCAT主站相較于POWERLINK或PROFINET等協(xié) 議.EtherCAT僅貫穿OSI 7層模型中的仁3層.因此.為了實(shí) 現(xiàn)與其它系統(tǒng)相同的應(yīng)用功能，必須加載額外的協(xié)議層 （CoE.EoE）o#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者EtherCAT運(yùn)行原理#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者SERCOSIII 通信這是一個(gè)免費(fèi)提供的面向數(shù)字驅(qū)動(dòng)接口的實(shí)則通伯標(biāo) 準(zhǔn).SERCOSIII不僅有特定的物理層連接的硬件架構(gòu)，同時(shí) SERCOS接口的協(xié)議結(jié)構(gòu)和應(yīng)用規(guī)范的定義也是特定 的。SERC

20、OSIII是SERCOS的第三代，SERCOS于1985年被 推向市場(chǎng).是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的遵循IEEE802.3的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議， 這個(gè)通信系統(tǒng)最初使用在基于運(yùn)動(dòng)控制的自動(dòng)化系統(tǒng)，一個(gè) 已注冊(cè)的協(xié)會(huì)-SERCOS國(guó)際協(xié)會(huì)，支持這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展并保 持標(biāo)準(zhǔn)的一致性。它如何工作？SERCOSIII2E主站和從站均采用特定殛件，這些SERCOSIII 硬件減輕了主CPU的通信任務(wù)，并確保了快速的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處 理和基于硬件的同步，從站II要特殊的硬件，而主站可以基 于軟件方案.SERCOS用戶(hù)組織提供SERCOSII啲IP Core給 基于FPGA的SERCOSIII硬件開(kāi)發(fā)者.SERCOSIII采用集束 幀方式

21、來(lái)傳輸，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)必須采用菊花鏈或封閉的環(huán)形拓 撲.由于以太網(wǎng)具有全雙工能力，菊花鏈實(shí)際上已經(jīng)構(gòu)戍一 個(gè)獨(dú)立的環(huán).因此對(duì)于一個(gè)環(huán)形拓?fù)鋵?shí)際上相當(dāng)于提供一個(gè) 雙環(huán)，使猬它允許冗余數(shù)據(jù)傳輸。直接交叉通信能力是由每 個(gè)節(jié)點(diǎn)上的兩個(gè)端口來(lái)實(shí)現(xiàn)，在菊花鏈和環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)報(bào) 文左他們向前和向后時(shí)經(jīng)過(guò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，因此，節(jié)點(diǎn)具有左每 個(gè)通信周期中相互通信兩次而無(wú)需通過(guò)主站的能力，無(wú)需經(jīng) 過(guò)主站對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行路由。SERCON 100M/S(FPGA)netX以太網(wǎng)空雙PHY或SERCOS IIILHS 從 / 主S III- SERCOS IIISyrcnr-H步UDP用戶(hù)報(bào)文協(xié)衣PHY-ffl理涇d用于SERCOS

22、技術(shù)的專(zhuān)用主從通信控制器稱(chēng)為SERCON主站同步報(bào)文MST被嵌入到第一個(gè)報(bào)文來(lái)達(dá)到這個(gè)目的，確 保在100nS以下的髙轄度時(shí)鐘同步6移.基于硬件的過(guò)程補(bǔ) 償了運(yùn)行延遲和以太網(wǎng)硬件所造成的偏差.不同的網(wǎng)段使用 不同的循環(huán)時(shí)鐘仍然可實(shí)現(xiàn)所有的同步運(yùn)行=13系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者除了實(shí)時(shí)通道.它也使用時(shí)間槽方式進(jìn)行無(wú)碰撞的數(shù)據(jù)傳 輸.SERCOSIII也提供可選的非實(shí)時(shí)通道來(lái)傳遞異步數(shù)據(jù)， 節(jié)點(diǎn)通過(guò)硬件層進(jìn)行同步，在通信循環(huán)的第一個(gè)報(bào)文初期，#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者文文IPM11#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者ETHERNETFACTS用戶(hù)組織#系統(tǒng)

23、綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者用戶(hù)獨(dú)立是總體評(píng)價(jià)一個(gè)系統(tǒng)的另一個(gè)關(guān)鍵因索，任何與品 牌權(quán)益或?qū)＠嚓P(guān)的懸而未決的問(wèn)題都可能會(huì)限制用戶(hù)自己 的開(kāi)發(fā)，這是決定是否使用系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵考量因素。今后 會(huì)引發(fā)的法律冋題應(yīng)予以預(yù)先規(guī)避-這需要深入了解始創(chuàng)者與 用戶(hù)組織的不同解決方案標(biāo)準(zhǔn)PROFINET RT | IRTPOWERUNKEtberHetflPEtberCATSERCOS Ilf組織PNOEPSGODVAETCSERCOS InternationaWWW.ethemet- ethercatorgsercos.agPROFINET用戶(hù)組織P

24、NO,拼寫(xiě)為PROFIBUS Nutzerorgani- sation e. V.運(yùn)懺一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)管理合作項(xiàng)目并向成員傳遞信息及 其它磨興趣的內(nèi)容.PROFIBUS和PROFINET產(chǎn)品認(rèn)證中心聿 屬于該機(jī)構(gòu).并于1996年4月24日通過(guò)章程.定義其權(quán)利和義 務(wù)，且開(kāi)放給所有成員公司、協(xié)會(huì)和機(jī)構(gòu)、那些對(duì)于PNO®興趣 的設(shè)備供應(yīng)商、用戶(hù)、系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商或PROFIBUS及 PROFINET網(wǎng)絡(luò)運(yùn)管商。POWERLINK EPSGEthernet POWERLINK標(biāo)準(zhǔn)化組（EPSG）成立于2003年。 作為一個(gè)獨(dú)立的組織.是由在驅(qū)動(dòng)器和自動(dòng)化領(lǐng)域的各個(gè)廠(chǎng) 商共同發(fā)起建立的：該組織的

25、目標(biāo)是將由B&R在2001年推出 的這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和持續(xù)的開(kāi)發(fā).EPSG也與標(biāo)準(zhǔn)化組 織如CiA及IEC等合作。EPSG是一個(gè)按照瑞士民法注冊(cè)的協(xié) 會(huì)組織.www.ethernet - powerli nK.orgEtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)ODVAODVA是所有DeviceNet和EtherNet/IP的用戶(hù)聯(lián)盟該組織 參與這一總線(xiàn)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)一步的推廣"主要在美國(guó)和亞 洲，也包括歐洲"該組織活動(dòng)的主旨是開(kāi)發(fā)和推廣CIP及其它 基于此的協(xié)議，每個(gè)用戶(hù)不僅可以應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，也可受邀 加入對(duì)其持續(xù)發(fā)展作岀貢獻(xiàn)的特別興趣小組（SIG）。ODVA 還積極參加其他標(biāo)準(zhǔn)化

26、機(jī)構(gòu)和行業(yè)協(xié)會(huì).該組織的章程相對(duì) 復(fù)雜.EtherCAT技術(shù)-ETGEtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)是由用戶(hù)、OEM廠(chǎng)商以及其它自動(dòng)化組件 供應(yīng)商共同建立的一個(gè)論壇該組織的目的是提供支持和將 EtherCAT為一個(gè)開(kāi)放技術(shù)対其收益進(jìn)行宜傳.所有的合件 協(xié)議必須與Beckhoff自動(dòng)化直接簽署EtherCAT技術(shù)協(xié)會(huì)位 于德國(guó)紐倫堡.是一個(gè)“非注冊(cè)協(xié)會(huì)”，它是一個(gè)沒(méi)有按照德 國(guó)民法法典注冊(cè)的機(jī)構(gòu).SERCOS III - sercos International e.V.是一個(gè)衽健國(guó)莫因河畔法蘭克福聯(lián)邦注冊(cè)的協(xié)會(huì).這個(gè)協(xié)會(huì)的 成員是由制造商和控制、

27、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的用戶(hù)，以及其它自動(dòng)化組件 廠(chǎng)商、研究機(jī)構(gòu)和其它協(xié)會(huì)共同成立的.在北莫及亞洲有分支 機(jī)構(gòu)，總部設(shè)在斯圖加特大學(xué)井且有一個(gè)認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室 15系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者ETHERNETFACTS#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者狀戀.權(quán)刊和授權(quán)不同的用戶(hù)組織哪個(gè)是合法的？誰(shuí)擁有這項(xiàng)技術(shù)？何種法律 關(guān)系取決于綁定開(kāi)發(fā)者使用該項(xiàng)技術(shù)的授權(quán)機(jī)制，以下幾頁(yè) 提供了一個(gè)就此問(wèn)題的槪覽PROFINET RT | IRTPOWERUNKEtherNeMPEtherCATSERCOS nr組織箋型+¥0

28、+貴任PNOEPSG+ODVA+MSERCOS+L丿#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者EtherCAT技術(shù)組:非注冊(cè)的俱樂(lè)部這意妹君它不是一個(gè)合法實(shí)體. 它是一種協(xié)會(huì)和環(huán)人伙伴間的混合體.對(duì)干這種組織其法律責(zé)任關(guān)系 并不漬崔PROFINET POWERUNK EtherNct/1P RTIRTEtherCATSERCOS l¥ ¥ *Beckhoff0成員 +PNOEPSGODVA+Beckhoff oSERCOS +在犬多數(shù)情況下.對(duì)一項(xiàng)技術(shù)的權(quán)益有練于組織對(duì)它的責(zé)任.對(duì)于一 個(gè)共同擁有者.成員有資格使用它.如果個(gè)人或某家公司擁有一項(xiàng)技 術(shù)的權(quán)益那么合法

29、使用該技術(shù)的前景將不清處#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者17系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者標(biāo)準(zhǔn)PROFINETRT | IRTPOWERUNKEtherNeMPEtherCATSERCOS 111|出資義務(wù)曜員會(huì)費(fèi)0戍員蕓費(fèi)0成員衾910無(wú)成員金男 +0iJ左ETG組織里.成員資格是免費(fèi)的.而在其它組織.成員需要支付費(fèi) 用.其年費(fèi)通嵐根據(jù)成員公司的規(guī)模而變化.POWERLINK和SER COS用戶(hù)組織也允許非成員來(lái)開(kāi)發(fā)產(chǎn)品并投放市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)PROFINET jRT | IRTPOWERUNKEthecFietlPEtherCATSERCOS lll'|主站及從PNOEPSG+

30、ODVA+Beckhoff0SERCOS01 1 1 丨-1由于SERCOS川和EtherCAT的通信機(jī)制是特殊的.其從站的內(nèi)左工 作機(jī)制并未開(kāi)放.用戶(hù)必須釆用ASIC芯片或FPGA, FPGA的VHDL IP Core可以從Beckhoff采購(gòu).但不包括源代碼.f標(biāo)準(zhǔn)PROFINET RTIRTPOWERLINKEtherNeVlPEtherCATSERCOS Illi主Mft* 代碼-+-+從M費(fèi) 代碼-+-m1111PROFINET： PROFIBUS用戶(hù)組織(PNO)提供PROFINET實(shí)現(xiàn)的 原始文檔(PROFINET運(yùn)行軟件)給其成員.根據(jù)授權(quán)協(xié)議的第1.5 頂PNO咸員有權(quán)使用5

31、項(xiàng)專(zhuān)利、POWERUNK： POWERLINK的主站和從站提供BSD開(kāi)源代碼授權(quán)包括openSAFE TY均可左Sourceforge, net上獲得、EtherNet/IP：協(xié)議堆?？蓮牟煌姆?wù)商處購(gòu)買(mǎi).一個(gè)開(kāi)放源代碼 的變種由一所大學(xué)克成開(kāi)發(fā).Ether CAT：從站的實(shí)現(xiàn)必須購(gòu)買(mǎi)ASIC芯片.另外基于FPGA實(shí)現(xiàn)的 VHDL IP Core是必須購(gòu)買(mǎi)的.對(duì)手主站方案ETG&供部分源代碼 樣例由于其專(zhuān)利持有人不凰意采用代碼開(kāi)源機(jī)制.因此它不能開(kāi)#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者SERCOS： SERCOS軟件主站提供了一個(gè)LGPL免費(fèi)授權(quán).但從站的ASIC和FP

32、GA代碼必須購(gòu)買(mǎi)來(lái)源開(kāi)源自動(dòng)代開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)宣 )#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者ETHERNETFACTS#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者投資可行性分析1#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者就系統(tǒng)評(píng)怙而菖.開(kāi)放性是長(zhǎng)期投資可行性的關(guān)城.此外. 技術(shù)和戰(zhàn)略考屋也在確保長(zhǎng)期投資安全性決策方面扮演關(guān)鍵 角色.與現(xiàn)有應(yīng)用厲集容性7標(biāo)準(zhǔn)PROFINET RTIRTPOWERUNKEtherNetnPEtherCATSERCOS III向下1PROFIBUSCANopenDeviceNetCANopenSERCOS II兼容性t+EMC易想性與傳輸可靠性

33、集束幀協(xié)議相較于獨(dú)立幀更容易受到干擾影響.如果一個(gè)幀 被破壞.集束幀協(xié)議會(huì)丟失整個(gè)循環(huán)。標(biāo)準(zhǔn)PROHNCT POWCRLINK CthertlP RTIRTCtherCATSCRCOS III |EMC 易感性+ + +li丨ii r由于采用兩個(gè)摳文.SERCOSIII相較干EtherCAT在該項(xiàng)比較中有 50%以上的優(yōu)勢(shì),電r連接點(diǎn)一個(gè)特殊的EtherCAT特性使得所有通信可以通過(guò)內(nèi)部I/O端子 總線(xiàn)進(jìn)行路由.然而，由于更容易受到干擾而帶來(lái)的安全風(fēng) 險(xiǎn)抵消了其優(yōu)越的性能“標(biāo)準(zhǔn)PROFINETPOWERLINK EtberMeVlPRT | IRTEtherCATSERCOS Illi電r 連

34、接點(diǎn)+ + +1 1 1 1 -1靈活的結(jié)菇15卄EtherCAT和SERCOS網(wǎng)絡(luò)通常以邏輯環(huán)方式組織這個(gè)環(huán)可 以在主站那里實(shí)現(xiàn)物理的閉合.或左菊花鏈方式下在最后一 個(gè)物理線(xiàn)路上的節(jié)點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)內(nèi)閉合EtherCAT提供通過(guò)特定 結(jié)合點(diǎn)的支路連接.但是，整個(gè)幀的行程上下與返回仍然是 按照這種邏輯環(huán)進(jìn)行的。高可用性?xún)HPOWERLINK在其規(guī)范中包含有主站和線(xiàn)路冗余.并在實(shí) 際項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn).對(duì)于PROFINET和Ethernet/IP.基于特定交 換機(jī)方式下的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)是可行的.標(biāo)準(zhǔn)環(huán)形冗余PROFINET RTIRTPOWERLINKEtherNeVIPEtherCATSERCOS III |+電和余

35、站冗主8?+-J19系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者POWERLINK.EthemeVIP 和 PROFINET 提供了用戶(hù)熱插拔能 力,而對(duì)于SERCOSIII和EtherCAT由于其必須采用環(huán)形拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)而受到了限制，SERCOSIII允許將一個(gè)節(jié)點(diǎn)踢出網(wǎng)絡(luò).在 這種情況下，相鄰的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的TX和RX線(xiàn)路閉合，節(jié)點(diǎn)可以 通過(guò)主站另一側(cè)到達(dá)。EtherCAT不支持熱插拔能力二安全占主導(dǎo)地位的Profibus已經(jīng)有PROFIsafe產(chǎn)品.對(duì)于CIP以及 openSAFETY （用于POWERLINK和SERCOS）也有經(jīng)認(rèn)證的 安全產(chǎn)品.EtherCAT技術(shù)組織在本文編寫(xiě)時(shí)仍然沒(méi)有聲明有 協(xié)議桟可以購(gòu)

36、買(mǎi)，僅POWERLINK和openSAFETY確定完全 開(kāi)放主站.井且主站和從站的的源代碼已經(jīng)可以免費(fèi)使用。#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者標(biāo)準(zhǔn)PROFINET RT | IRTPOWERUNK I EtherFieVIPEtherCATSERCOS Illi熱插拔+ +-J對(duì)于基于邏輯環(huán)技術(shù)（EtherCAT和SERCOS）而言.網(wǎng)絡(luò)拓 撲架構(gòu)限制了熱插拔能力.熱插拔模塊僅可以被連接到菊花 鏈的末端（SERCOS）,這將使得應(yīng)用受到限制.千兆網(wǎng)絡(luò)就絡(luò)由于EtherneVIP和POWERLINK是專(zhuān)門(mén)的基于軟件的技術(shù). 這些協(xié)議可以枝千兆以太網(wǎng)硬件所采用.相反.EtherC

37、AT需 要ASIC. PROFINET IRT也蠱要一些重新設(shè)計(jì)的硬件包括特 殊的交換機(jī).FPGA方案也可以被用于千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)PROFINET RT | IRTPOWERLINK EtherNeVIPEtherCATSERCOS III千兆網(wǎng)+-+ +-SERCOS國(guó)際聲明他們的IP Core已經(jīng)可以基于千兆網(wǎng)絡(luò)了。r標(biāo)準(zhǔn)PROFINET RTIRTPOWERUNKEtherNeMPEtherCATSERCOS Illi安全1+安全 開(kāi)放fl+D11 J市場(chǎng)上的產(chǎn)品基于ERTEC技術(shù)的IRT產(chǎn)品已經(jīng)衽市場(chǎng)上可用.然而，DFP 性能的推出及新一代用于與之連接的ASIC尚未與現(xiàn)衽的IRT 方案兼

38、容（由Phoenix提供的觸發(fā)芯片）。F1標(biāo)準(zhǔn)市場(chǎng)上產(chǎn)品PROFINET RT | IRTPOWERLINK IEtherNeWPEtherCATSERCOS Illi+1 1 1 一丿#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者ETHERNETFACTS特性21系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者理論劉達(dá)的循壞周期系統(tǒng)的性能成為激烈辯論的核心，這個(gè)問(wèn)題聚焦在了工業(yè)以 太網(wǎng)系統(tǒng)的理論循環(huán)周期上.關(guān)于理論的最短循環(huán)周期的計(jì) 算如下：1010.0101. 011目標(biāo)地址源地址1111比特位：7II38 .1500先導(dǎo)碼1幀齊始符目標(biāo)MAC地址源MAC地址長(zhǎng)度（11501*）/類(lèi)型（if<1535

39、*） 荷載數(shù)據(jù)幀校臉序列（循環(huán)冗余校驗(yàn)*十進(jìn)制值比特位字節(jié)數(shù)時(shí)長(zhǎng) 100Mbps最小長(zhǎng)度26+38=645125.1ps最大長(zhǎng)度26 1500 = 152612208122ys來(lái)源：幀的封裝按照IEEE802.3定義，幀間間隔.96ps必須添加到上面提到的5ps上#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者如果一個(gè)主站發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀給它自己而不經(jīng)過(guò)任何節(jié)點(diǎn)， 這個(gè)幀再次回到主站是在122微秒后（在單個(gè)數(shù)據(jù)幀以量大以 太網(wǎng)數(shù)據(jù)屋下）左理論上.它有可能在數(shù)據(jù)幀的其它部分?jǐn)?shù)據(jù)到達(dá)時(shí)就處 理.然而用于校驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的CRC必須在所有數(shù)據(jù)接收到 后進(jìn)行確認(rèn)，這不考慮其它因素如PHY造成的延遲，線(xiàn)路和 以太網(wǎng)口的延遲.用于

40、內(nèi)部到主站的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，然而，?旦信號(hào)離開(kāi)主站.在網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路上的路程和從站內(nèi)處理必須考 慮衽內(nèi)系統(tǒng)的前瞻性擴(kuò)展及可能的未來(lái)需求必須被認(rèn)真的考慮，無(wú) 論是采用集中式或分布式的架構(gòu)系統(tǒng)的通信集構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)PROFINET POWERUNK EtherNeVlP RT I IRTEtherCATSERCOS IN支持餐中 控制+ + + +支持分布+ + +-IIIJ直接交叉通信直接交叉通信為那些對(duì)時(shí)間要求非?？量痰膽?yīng)用提供了一個(gè) 賢要的收益例如高速驅(qū)動(dòng)控制軸可以在高速同步的同時(shí)保 持極高精度，由于所有的位養(yǎng)值可以直接相互傳遞而無(wú)需通 過(guò)主站，這帶來(lái)更低的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載并確保對(duì)關(guān)聯(lián)的軸而書(shū)數(shù)據(jù) 是在當(dāng)前周期可以

41、使用的（例如軸的實(shí)際相位值），如果數(shù) 據(jù)必須先行經(jīng)過(guò)主站這不僅延遲了一個(gè)周期.而且網(wǎng)絡(luò)上的 數(shù)據(jù)負(fù)載屋也同時(shí)大幅增加。#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者”標(biāo)準(zhǔn)PROFINET RTIRTPOWERUNK IEtherNetHPEtherCATSERCOSIII直接交 叉通侶+-+對(duì)于POWERLINK和SERCOSM.直接爻衛(wèi)通信是一個(gè)即使對(duì)于專(zhuān)門(mén) 從屬功能的模塊也有效的功能.EthemeUIP則需鼻通過(guò)一個(gè)帶有掃描 器功能的模塊實(shí)現(xiàn).#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者ETHERNETFACTS23系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述

42、：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者戲數(shù)提傳輸對(duì)于耀要處理大容雖數(shù)據(jù)的應(yīng)用，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間大大 B «S個(gè)ff環(huán)H円另一方,效滬:ft先級(jí)可便«環(huán)眉期障 低支持優(yōu)先級(jí)機(jī)制的系統(tǒng)允許高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)左每個(gè)周期里 進(jìn)行刷新，而對(duì)于低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)則僅隔n個(gè)周期進(jìn)行刷新"F標(biāo)準(zhǔn)PROFINET RTIRTPOWERLINKEtherNeVlPEtherCATSERCOS III優(yōu)先級(jí)+對(duì)于POWERLINK,Elhernet/IP和PROFINET.在協(xié)議的規(guī)范中已陰 確定乂 了可變的聒環(huán)周期.而SERCOSIII只是最近才加入這個(gè)特性. 對(duì)于EtherCAT麗宮左特殊的應(yīng)用方案下才可以這樣.

43、安全通信的網(wǎng)絡(luò)負(fù)戲基千以太網(wǎng)的安全是通過(guò)對(duì)安全節(jié)點(diǎn)間（賁急停車(chē).安全驅(qū)動(dòng) 控制器）受保護(hù)數(shù)媒的周期性交換來(lái)實(shí)現(xiàn)的-這個(gè)安全過(guò)程包舍 將數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制和封裝到一個(gè)安全容器中.這増加了網(wǎng)絡(luò)上 的數(shù)據(jù)星。采用集束幀的方案將看到幀便計(jì)數(shù).而獨(dú)立幀方 式將通過(guò)增加每個(gè)幀的數(shù)據(jù)容屋而這原本就是要增加并被發(fā) 送的。總之，集束幀在理論上的高性能在這種情況可以不予 考慮.實(shí)際周期時(shí)間在解決方案中使用的求和框架法，數(shù)據(jù)必須通過(guò)每個(gè)控制器 次，如果信號(hào)要經(jīng)過(guò)許多節(jié)點(diǎn).總傳遞時(shí)間將大上升，因 為它能讓自己的方式.組織支持這種所引用的原始性能數(shù)據(jù) 解決方案必須進(jìn)行調(diào)整，占此效果.另一個(gè)要考慮的方面是 性能取決于實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié).

44、例如任務(wù)類(lèi).在實(shí)際使用的控制系統(tǒng) 應(yīng)用程序"標(biāo)走 1PROFINET RTIRTPOWERLINKEtherNeVlPEtherCATSERCOS III性絶+J抖動(dòng)確保最小的抖動(dòng)和極高楮度的值號(hào)確定性延遲是控制質(zhì)星的 關(guān)鍵要素（時(shí)鐘偏差）網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)必須盡可能的同步.各種 竟?fàn)幍木W(wǎng)絡(luò)通過(guò)不同的機(jī)制來(lái)達(dá)到這一目標(biāo).EtherCAT使用 了分布式時(shí)鐘.而POWERLINK則是通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的同步信 號(hào)（SOC）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。標(biāo)準(zhǔn)PROFINET RTIRTPOWERLINKEtherNet/IPEtherCATSERCOS ll掲動(dòng)+#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者Ether

45、CA T, PO WERL INK和SERCOSIII提供使用者幾乎無(wú)科動(dòng) （100nS）系統(tǒng)“而在Ethernet/iP網(wǎng)絡(luò).抖動(dòng)可以通過(guò)IEEE1588擴(kuò) 展在所有節(jié)點(diǎn)中大幅度降低PROFINET 1RT應(yīng)用也可以大給廈穂低 科動(dòng)“#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者實(shí)際性能較實(shí)際上比較系統(tǒng)性能是件困難的事情.因?yàn)椴煌到y(tǒng)的特定 性能存在差異.EtherneVIP和PROFINET RT從開(kāi)始就被排除 在外，因?yàn)椋@些系統(tǒng)僅僅適用于軟實(shí)時(shí)需求而設(shè) 計(jì)，PROFINET IRT由于釆用了不同的交換機(jī).這導(dǎo)致了應(yīng) 用架構(gòu)的復(fù)雜性.直接的比較與測(cè)呈顯然不

46、適合.下面的值 是建立衽公開(kāi)的計(jì)算機(jī)制上的：測(cè)試場(chǎng)景如下：小型機(jī)器一個(gè)主站和33個(gè)I/O模塊（64模擬量和136數(shù)字星 通道）2.I/O系統(tǒng).一個(gè)主站,12個(gè)Ethernet從站帶有33個(gè)模塊（2000 個(gè)數(shù)字量和500個(gè)模擬屋通道）3運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，帶有24個(gè)伺服軸和1個(gè)I/O站.110數(shù)字量和 30個(gè)模擬屋CAT由于缺乏亙接交叉通信而導(dǎo)致巨大的性能降低.一個(gè)直 接的EtherCAT I/O集成將導(dǎo)致非常低的采樣率（I/O系統(tǒng)）， 由于時(shí)間信號(hào)必須經(jīng)過(guò)每個(gè)I/O從而直接的影響了整個(gè)循環(huán)周期.Prytz（2008）發(fā)布的方法可用于計(jì)算EtherCAT的參考.信號(hào)通 過(guò)EtherCAT ASIC的

47、信號(hào)延遲也被再次驗(yàn)證.對(duì)于POWERLINK.其實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品設(shè)養(yǎng)并進(jìn)行實(shí)際測(cè)試這 使得它引用的測(cè)試數(shù)據(jù)毋庸養(yǎng)疑。沒(méi)有測(cè)試數(shù)據(jù)用于SERCOSIIL然而.SERCOSIII可以預(yù)期 與POWERLINK提供相同等級(jí)的實(shí)時(shí)性.事實(shí)上，在很多領(lǐng) 域SERCOSIII同樣較之EtherCAT更快的系統(tǒng)速度。#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者實(shí)際上.POWERLINK在大部分應(yīng)用是較之EtherCAT更快 的，EtherCAT僅僅星為低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載而優(yōu)化的.對(duì)于垂負(fù)載系 統(tǒng)而言，EtherCAT環(huán)境下有著極不相稱(chēng)的循環(huán)周期提升，如 果用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)分布式架構(gòu)（例如分布式運(yùn)動(dòng)控制 Ether-

48、1G-Prytz,EFTA會(huì)議2008. EtherCAT- PROFINET IRT的性能分析.左Ethe CAT官方網(wǎng)站www.eUiecaLog引用 最后訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間2011年9月14日#系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者ETHERNETFACTS實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)成本包括開(kāi)發(fā)費(fèi)用、License費(fèi)用和碩件費(fèi)用.代碼可用 性（程序或左理件實(shí)現(xiàn)中的VHDL代碼）必須在這種情況中予 以考慮.主站實(shí)現(xiàn)主站設(shè)計(jì)IPROANET RT | IRTPOWERLINKEtherNeMPEtherCATSERCOS III主站訪(fǎng)問(wèn) 實(shí)現(xiàn)成本+無(wú)開(kāi)源主站可用openPOWERLINK 開(kāi)源無(wú)開(kāi)II主站可用專(zhuān)利保護(hù)，吉用SERCO

49、S主注API（開(kāi)連）+28貴的戟件維Hi件處理85運(yùn)行&標(biāo);件上28貴的鞍件堆格isfTft標(biāo)用匕件上典空采用處理21支持1主站非開(kāi)源.只有不確保可用性的示例代碼' 所有協(xié)議允許在主站上的軟件實(shí)現(xiàn)。灣在的成本需笨網(wǎng)絡(luò)組件額外的設(shè)備二外部交換機(jī)或Hub內(nèi)部端口二直接集成到設(shè)備上的端口.用于環(huán)形或菊花鏈拓?fù)?。F 網(wǎng)絡(luò)組建成本IPROFINETROWERLINKEtherWeVlPEthCATSERCOS HIjRTIRT外鄭設(shè)備+標(biāo)；t 交檢機(jī)IRT需牯殊交 換機(jī)標(biāo)準(zhǔn)HUB或交換機(jī)管理交換機(jī)需復(fù)雜功能支持 (IGMP偵斷填口很愴等需雯特殊網(wǎng)絡(luò)組件'未采有摘定的額外設(shè)備. 當(dāng)前漢自?xún)?nèi)部埔口+第成 交換機(jī)需要SIEMENS ASIC 苓片標(biāo)準(zhǔn)HUB蠻成交換機(jī)非常復(fù)雜需要 BeckhoffASIC 芯片？基于FPGA技術(shù)s1對(duì)于EtherCAT.星形或樹(shù)形拓?fù)溲厥獾木W(wǎng)絡(luò)組件2 Beckhoff ETVOO.25系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者ETHERNETFACTS27系統(tǒng)綜述：5個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)者#系統(tǒng)綜述：