随着IT技术的发展,CPU的速度越来越快,网络越来越发达,那么自动化控制系统是否也可借力得到提高或改善呢? 其实,控制系统提供商一直在提高着PLC的CPU速度,有效提高了PLC的运算时间和处理复杂算法的能力,但却有限提高了系统的性能——我们在应用中发现无论CPU的速度如何提高,PLC的算法如何改善,但对整个系统响应的影响微乎其微。这是因为现场总线通讯是瓶颈,阻碍了系统性能的提升。因此,更充分地利用IT技术成果,改善自动化通讯技术,才是解决方案。
借助工业以太网现有协议框架及其100M的带宽资源,行业领先的自动化厂家根据自动化数据传输的要求,在现有的以太网协议上进行相应的修改,推出了不同的工业以太网技术,比较流行的有EtherCAT、Sercos III、Profinet、Powerlink、Ethernet/IP等。其中EtherCAT因其高性能、高灵活性、使用方便及其完全开放性尤其引人注目。
EtherCAT是工业以太网通讯技术,它有更快的通讯速度,如1000个开关点的数据刷新周期仅为30微秒,而100个伺服轴(每个轴8byte IN+OUT)的刷新周期也仅为100微秒。此外,EtherCAT还可优化系统结构,使原来传统的现场总线四层循环结构改善为仅有两层的结构——PLC 运算循环及EtherCAT总线循环。
相对于传统的现场总线系统,底层I/O的响应时间大大缩减,最多仅需两个PLC循环周期就可以实现数据的刷新。因此,EtherCAT打破了传统现场总线的通讯瓶颈,解放了PLC或PC的CPU性能,从而大大提高了系统性能。同时,EtherCAT的“一网到底”的特性也是其亮点之一。
从主站到系统最末端的所有从站设备均实现EtherCAT通讯,系统中无需再有协议转换,一个通讯系统满足了主控,I/O,伺服驱动,甚至功能性安全等需要数据交换的所有设备的通讯需求。
EtherCAT并不仅仅是一个高速传输数据的通讯技术,它还有最优的硬实时性能——远小于1微秒的出色同步性能。这是诸多主流伺服驱动器供应商选择EtherCAT接口的原因之一。
根据2010年5月“SPS Magazine”采集的数据看来,EtherCAT是伺服厂商实施最多的工业以太网协议——58家伺服驱动器厂商选择EtherCAT作为新一代伺服产品的通讯接口。
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