没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
EtherCAT_-_以太网现场总线
需积分: 9 29 下载量 152 浏览量
2014-11-07
12:38:48
上传
评论
收藏 455KB DOC 举报
温馨提示
试读
17页
EtherCAT_-_以太网现场总线
资源推荐
资源详情
资源评论
EtherCAT - 以太网现场总线
本文深入阐述了基于以太网现场总线系统的
技术。 为现场总线技术领域树立了新的性能标准,具备灵活的网络拓
扑结构,系统配置简单,和现场总线系统一样操作直观简便。另外,由于 实施的
成本低廉,因此使系统得以在过去无法应用现场总线网络的场合中选用该现场总线。
引言
以太网和实时能力
运行原理
技术特征
协议
拓扑
分布时钟
性能
诊断
高可靠性
安全性
取代 !
"设备行规
" 实现 # 总线应用层协议
" 实现伺服驱动设备行规 !"$
% 实现以太网
实现文件读取&
基础设施成本
实施
主站
主站实施服务
主站样本代码
从站
$'
从站评估工具包
小结
参考文献
1. 引言}
现场总线已成为自动化技术的集成组件,通过大量的实践试验和测试,如今已获得广泛应
用。正是由于现场总线技术的普及,才使基于 的控制系统得以广泛应用。然而,虽然
控制器 ( 的性能(尤其是 ! 的性能)发展迅猛,但传统的现场总线系统正日趋成为控
制系统性能发展的“瓶颈”。急需技术革新的另一个因素则是由于传统的解决方案并不十分
理想。传统的方案是,按层划分的控制体系通常都由几个辅助系统所组成(周期系统):
即实际控制任务、现场总线系统、!)* 系统中的本地扩展总线或外围设备的简单本地固件周
期。正常情况下,系统响应时间是控制器周期时间的 + 倍。在现场总线系统之上的层面
(即网络控制器)中,以太网往往在某种程度上代表着技术发展的水平。该方面目前较新
的技术是驱动或 !)* 级的应用,即过去普遍采用现场总线系统的这些领域。这些应用类型
要求系统具备良好的实时能力、适应小数据量通讯,并且价格经济。 可以满足这
些需求,并且还可以在 !)* 级实现因特网技术(参见图 )。
图 1:传统现场总线系统响应时间
在现场总线系统之上的层面(即网络控制器)中,以太网往往在某种程度上代表着技术发
展的水平。该方面目前较新的技术是驱动或 !)* 级的应用,即过去普遍采用现场总线系统
的这些领域。这些应用类型要求系统具备良好的实时能力、适应小数据量通讯,并且价格
经济。 可以满足这些需求,并且还可以在 !)* 级实现因特网技术。
1.1 以太网和实时能力}
目前,有许多方案力求实现以太网的实时能力。例如,$,)- 介质存取过程方案,即
禁止高层协议访问过程,而由时间片或轮循方式所取代的一种解决方案;另一种解决方案
则是通过专用交换机精确控制时间的方式来分配以太网包。这些方案虽然可以在某种程度
上快速准确地将数据包传送给所连接的以太网节点,但是,输出或驱动控制器重定向所需
要的时间以及读取输入数据所需要的时间都要受制于具体的实现方式。
如果将单个以太网帧用于每个设备,那么,理论上讲,其可用数据率非常低。例如,最短
的以太网帧为 字节(包括内部的包间隔 ! .)。如果一个驱动器周期性地发送 字节
的实际值和状态信息,并相应地同时接收 字节的命令值和控制字信息,那么,即便是总
线负荷为 %%/(即:无限小的驱动响应时间时,其可用数据率也只能达到 )0/。
如果按照 %12 的平均响应时间估计,则速率将下降到 "/。对所有发送以太网帧到每个
设备或期望帧来自每个设备的实时以太网方式而言,都存在这些限制,但以太网帧内部
所使用的协议则是例外。
2. EtherCAT 运行原理}
技术突破了其他以太网解决方案的系统限制:通过该项技术,无需接收以太网数
据包,将其解码,之后再将过程数据复制到各个设备。 从站设备在报文经过其节
点时读取相应的编址数据,同样,输入数据也是在报文经过时插入至报文中(参见图
)。整个过程中,报文只有几纳秒的时间延迟。
图 2:3过程数据插入至报文中
由于发送和接收的以太网帧压缩了大量的设备数据,所以有效数据率可达 "%/以上。%%
,4)25 的全双工特性完全得以利用,因此,有效数据率可大于 %%,4)2(即大于 6%%
,4)2 的 "%/)(参见图 )。
图 3:3带宽利用率的比较
符合 !% 标准的以太网协议无需附加任何总线即可访问各个设备。耦合设备中的物
理层可以将双绞线或光纤转换为 78-$(一种可供选择的以太网物理层标准9,:),以满
足电子端子块等模块化设备的需求。这样,就可以非常经济地对模块化设备进行扩展了。
之后,便可以如普通以太网一样,随时进行从底板物理层 78-$ 到 %%,4)25 物理层的
转换。
3. EtherCAT 技术特征}}
3.1 协议}
剩余16页未读,继续阅读
资源评论
qq_23048557
- 粉丝: 0
- 资源: 1
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功