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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 數據通訊產品

倍福 Beckhoff 實時以太網解決方案

發布日期：2022-04-18 點擊率：59

Ethernet 向下延伸至現場I/O級
    一種總線技術滿足所有需求：
   ●優勢:
   ●通訊穩定
   ●安裝簡便
   ●系統獨立
   ●可訪問每一個過程數據
   ●標準的以太網協議
   ●有競爭力的強大網絡
   ●帶寬: 100 MBaud 至 1 Gigabit
   實時以太網要求:
   ● 環周期：低于 1 ms
   ●大的數據流
   ●確定性和實時能力
   ●過程數據的循環通訊
   ● 參數數據的非循環通訊
   ●（簡單的縱向集成）simple vertical integration
   ●靈活的拓普結構
   ●節約成本
   第一個 Beckhoff 解決方案: RT-Ethernet
   ●實時以太網驅動（?Y-driver“）支持 Windows 2000/XP
   ●物理介質為標準以太網
   ●全雙工通訊: 僅需交換機而無需HUB集線器.
   ●只需要標準的網絡組件
   ●可用其它以太網協議的并行傳輸
   ●高性能（媲美 Powerlink）
   ●費用低廉
   ●2002起供貨

   帶實時以太網驅動的TwinCAT I/O
   ●硬實時通訊
   ●如經許可, 還能控制操作系統的以太網通信controlling of operating system Ethernet traffic

   RT-Ethernet + EtherCAT: 直接內存訪問為主站節約時間
   ●傳統的PC控制硬件
   ●現場總線PC卡:
   ●通過PCI卡和CPU通訊
   ●占用CPU來傳輸PC內存
   ●需要20-30%的CPU資源
   ●以太網卡
   ●TwinCAT 實時以太網 IO + EtherCAT 使用 DMA 控制器傳輸過程數據

   實時以太網配置
   ●帶標準Intel網絡適配器的工業計算機
   ●交換機可堆迭
   ●100 base-Tx時,傳輸距離可達100米
   ●標準的快速以太網 100 Mbit/s,使用Cat5e網線（屏蔽雙絞線）
   標準的RJ45接頭

   實時以太網配置

   用實時以太網實現PC-PC 通訊
   網絡變量
   發布/接收模式 :
   ●廣播
   ●多播
   ●單點
   ●PC ? PC 間的實時以太網通訊 < 1 ms
   ●以及網類型: 為EtherCAT
   ●協議: 實時以太網, 類似 EtherCAT

   實時以太網的特征:
   ●標準的快速以太網:
   ●節約成本的網絡組件
   ●電纜
   ●連接器
   ●安裝方便
   ●符合Windows 環境的驅動
   ●基于軟件的解決方案, 無需特殊硬件
   ●I/O傳送時間 < 60 μs
   ●周期性的 I/O 和標準 TCP/IP在同樣的硬件上并行（Y-driver）
   ●PC-PC 間通過以太網實現確定性的通訊
   實時以太網: 刷新時間

    ●經過交換機向設備發送和接收數據幀
    ●接收和發送數據之間的延時約為10-300μs,這取決于交換機和傳輸數據的多少
   實時以太網: 刷新時間

   有可能出現這種情況, 所有的幀尚未完全發送完畢,而部分連接設備的幀已經返回到主站, 這是因為:
   1. 以太網全雙工通訊, 同時發送和接收 2. 數據存放在緩沖區, 由交換機控制其發送
   刷新-, 循環- 和反應時間

   實時以太網的響應時間測量

   比較響應時間

   實時以太網相對于其它總線系統的優勢:
    ●無需特殊的現場總線卡（低成本）
    ●使用標準的以太網組件實現靈活的連接
    ●局域網
    ●廣域網
    ●光纖
    ● …
    ●高傳輸率
    ●整個系統的快速響應時間
    ●使用DMA 控制器節約 CPU資源供其它應用程序使用
   實時以太網: 組件
   ●AX2000-B900
   ● 典型響應時間 250 μs
   ● BK9000
   ●典型響應時間 1 - 3 ms
   ●BK9100
   ●典型響應時間 1 - 3 ms
   ●IL230x-B900
   ●典型響應時間 1 - 5 ms （因為可以連接多達 120個 IE – 模塊）
    CX1000
   ●典型響應時間 1 ms
   EtherCAT的發展歷程