以太网CSMA/CD传输机制,需不断监听网络状态,空闲时才能发送数据,这使信息交换的确定性无法得到满足。对数据传输确定性和实时性要求不高的应用场合,工业以太网在传输速度、拓扑结构与成本等方面相对现场总线具有优势。然而要达到μs级的刷新速度、系统抖动<<1μs的实时性能,工业以太网通讯技术仍需要继续改进和提高。
——Ethernet POWERlink中国用户组织代表宋华振
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Ethernet POWERlink中国用户组织代表宋华振
多年来,业内知名的自动化厂商一直着手实时以太网的开发,早在2001年B&R即开始在其系统中使用Ethernet POWERlink这一实时通信技术,其独特的技术优势一直被国内外自动化组件厂商认可。
首先,Ethernet POWERlink提供开源技术。长期以来我国在技术上都受制于国外,Ethernet POWERLIN提供的开源技术让国内用户能够获得一个快速的通道去实现最先进的技术而无需支付任何的专利费以及License费用。
其次,POWERlink无需ASIC,这使自主知识产权要求较严的军工类研究所和测试机构及自身具有完整产品线,无需跟踪大厂商,在开发产品时不受限制,为企业提供理想的选择。
第三,降低用户成本。由于通用的FPGA厂商的竞争而使得实现POWERlink的芯片成本得到大幅度下降,与ASIC相比可节省大约40%的成本。
第四,POWERlink是一项具有高度灵活性的技术,不受平台限制,并可根据不同平台实现不同性能等级。
另外,POWERlink组织提供良好的技术服务。POWERlink组织为客户在FPGA、ARM硬件平台,Windows CE、RT-Linux、VxWorks等多种操作系统平台上提供技术支持。
可以说,实时以太网的推出为要求高精度,高实时性的行业带来了福音。
宋华振先生举例说:“在印刷业套色系统中,需要不断的检测各个印刷单元的偏差信号并传递给套色系统进行耦合、解耦运算,再将调整值给各个伺服轴进行偏差调整,通常这个控制任务周期在几个毫秒,而通讯周期需要在微秒级。”同样在各种高速的机器如高速灌装、浆纱机、膜包、全电动注塑机等领域均有对系统刷新达到微秒级的要求。Ethernet POWERlink应用在系统中,无论连接上多少station,无论周期时间是200μs还是10ms,这项技术始终保证了不超过1μs (抖动)的精确定时。
针对以太网通讯中的安全问题,2010年底,Ethernet POWERlink标准化组织开始着手推广最新的openSAFETY技术,它是一个基于黑色通道机制的应用层安全协议,经过TüV认证,实现在数据交换层的安全检测、处理机制,并达到SIL3等级的功能安全标准要求。
采访的最后,宋华振先生对于用户如何选择实时以太网,给出了几点中肯的建议:“主要是找到需求的平衡点。首先是性价比,性能越高的系统往往成本也越高,这就要考虑当前的适用性。其次是自主知识产权产品的开发,需要考虑是否能够自主掌握其中的关键技术,并可在其上进行二次开发形成自己独有的技术Know-How。最后是实现成本问题,需要考虑是否需要花费巨大的代价来实现这个技术,如果需要非常复杂的开发过程的话,也意味着巨大的失败风险。”