
新的生产加工设备除了要有很高的生产能力,还要有很高的可用性:高速的生产高质量的产品。使用安全、快速、实时的通讯系统能够帮助用户实现这一目标。
在那些有着很高实时性要求的应用中,例如快速调节或者监控应用中,要利用SafetyNET p实时以太网系统组件(RTFL)来实现通讯和数据交换。实时以太网系统组件RTFL的节拍周期只有62.5μs,其抖动与事件理想的时间偏差可以达到100nm。因此,在标准的以太网系统中,这种实时以太网系统组件有着很快的调节和控制速度。通过使用快速以太网,应用像SafetyNET p这样的系统之后,可以大大缩短信号输入、输出时间(如图)。而很短的通讯循环使得控制系统能够在最短的第一时间里就得到当前的检测结果。
在很短的时间里实现运动轴的同步
由于能够在最短的时间里实现运动轴的同步,因此也可以快速调节运动的偏差,而精确的调整结果就是这一系统组件的成就。对用户来讲,RTFL实时以太网组件系统的最大优点就是:在分散式配置应用情况下,实现原来集中控制方式下才能达到的高速实时控制。在利用由这种系统组件组成的以太网系统对驱动系统进行调节和同步控制时,快速的通讯能够帮助用户实现高速的生产过程,并带来更高的产品质量。例如,可以通过以太网快速的实现印刷机各个轴的同步,同时也大幅度提高印刷质量。
RTFL实时以太网组件代表快速的线性拓扑
SafetyNET p系统组件的应用安全性允许使用普通的、传输非安全性数据使用的网络电缆传输有安全性要求的数据。
在以太网的所有优点中,即与迄今为止现场总线系统相比较时以太网所具有的所有优点中,现场总线系统在线性拓扑中有着自己的缺点和不足。在以太网传导装置中,已经没有物理意义上的电缆了;取而代之的是每一个网络设备的交换机。交换机的中断请求时间都汇总在一起,从而使得多个网络设备都有着很高的循环时间。
在RTFL系统组件中,设备的中断请求时间非常短,因此整个RTFL系统组件的高速线性拓扑技术可以在以标准以太网为基础的系统中实现。利用RTFL系统组件也可以实现与线性拓扑有差异的拓扑系统。在标准的以太网系统中,RTFL可以使用常规的MAC地址。这样,RTFL系统组件也可以在标准以太网交换机中实现星形或者树形拓扑了。
RTFL周期性的传输数据
如前所述,虽然标准交换机有着较高的循环时间,但它比线性拓扑的通讯速度要快,这都是因为标准交换机的缘故。
为了能够在以太网中实现安全可靠的、实时的通讯,RTFL系统组件采取了一些特殊的措施,例如:SafetyNET p在RTFL系统中是周期性的传输数据的。控制指令是从一个仪器设备传递到另一个仪器设备中的,尽管仪器设备存在于网络的不同分支。也就是说:网络中的每一个仪器设备都有一个“在它之前”也有一个“在它之后”的仪器设备,这种顺序被称之为“逻辑联系”。数据传输是从逻辑联系的根设备RD中进行的,周期性的启动。这个根设备RD产生一个RTFL系统的以太网分支,并把数据传输给第一个OD常规设备。这一OD常规设备把它分布的数据写到这一以太网分支数据包中,并把这一数据包继续传输到下一个OD常规设备。由于多个以太网设备同时使用一个以太网分支,因此有着很高的网络效率。
在以太网数据包中找到相关数据
以太网中各个仪器设备的MAC地址保证了逻辑联系的可靠性。以太网分支中的每一个仪器设备都可以获取逻辑联系中“前面”和“后面”仪器设备的地址。当到达以太网分支排在最后一位的OD常规设备时,它同样也把自己的数据写到数据包中;并从数据包中取出涉及到自己的相关数据,随后即按照原来的路线把数据包回送出去。这样,所有的常规设备OD都可以从数据包中获取涉及到自己的数据。按照这种方式,在一个数据包运行的周期内,每一个网络设备都可以与其他的网络设备交换数据和信息。由于这里没有集中管理的主站、无需复制数据,因此可以在各个仪器设备之间快速的实现横向间的数据交换。这也就可以在这样一个“多重主站”的系统中驱动多个控制器了。由于每一个常规设备OD都有两个以太网接口,因此无需增加附加设备就能够简单的实现这种线性拓扑结构了。
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