Ethernet 向下延伸至現(xiàn)場I/O級(jí) 一種總線技術(shù)滿足所有需求： ●優(yōu)勢: ●通訊穩(wěn)定 ●安裝簡便 ●系統(tǒng)獨(dú)立 ●可訪問每一個(gè)過程數(shù)據(jù) ●標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)協(xié)議 ●有競爭力的強(qiáng)大網(wǎng)絡(luò) ●帶寬: 100 MBaud 至 1 Gigabit 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)要求: ● 環(huán)周期：低于 1 ms ●大的數(shù)據(jù)流 ●確定性和實(shí)時(shí)能力 ●過程數(shù)據(jù)的循環(huán)通訊 ● 參數(shù)數(shù)據(jù)的非循環(huán)通訊 ●（簡單的縱向集成）simple vertical integration ●靈活的拓普結(jié)構(gòu) ●節(jié)約成本 第一個(gè) Beckhoff 解決方案: RT-Ethernet ●實(shí)時(shí)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng) （„Y-driver“） 支持 Windows 2000/XP ●物理介質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng) ●全雙工通訊: 僅需交換機(jī)而無需HUB集線器. ●只需要標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)組件 ●可用其它以太網(wǎng)協(xié)議的并行傳輸 ●高性能 （媲美 Powerlink） ●費(fèi)用低廉 ●2002起供貨 帶實(shí)時(shí)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的TwinCAT I/O ●硬實(shí)時(shí)通訊 ●如經(jīng)許可, 還能控制操作系統(tǒng)的以太網(wǎng)通信controlling of operating system Ethernet traffic RT-Ethernet + EtherCAT: 直接內(nèi)存訪問為主站節(jié)約時(shí)間 ●傳統(tǒng)的PC控制硬件 ●現(xiàn)場總線PC卡: ●通過PCI卡和CPU通訊 ●占用CPU來傳輸PC內(nèi)存 ●需要20-30%的CPU資源 ●以太網(wǎng)卡 ●TwinCAT 實(shí)時(shí)以太網(wǎng) IO + EtherCAT 使用 DMA 控制器傳輸過程數(shù)據(jù) 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)配置 ●帶標(biāo)準(zhǔn)Intel網(wǎng)絡(luò)適配器的工業(yè)計(jì)算機(jī) ●交換機(jī)可堆迭 ●100 Base-Tx時(shí),傳輸距離可達(dá)100米 ●標(biāo)準(zhǔn)的快速以太網(wǎng) 100 Mbit/s,使用Cat5e網(wǎng)線 （屏蔽雙絞線） 標(biāo)準(zhǔn)的RJ45接頭 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)配置 用實(shí)時(shí)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)PC-PC 通訊 網(wǎng)絡(luò)變量 發(fā)布/接收模式 : ●廣播 ●多播 ●單點(diǎn) ●PC ↔ PC 間的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)通訊 < 1 ms ●以及網(wǎng)類型: 為EtherCAT ●協(xié)議: 實(shí)時(shí)以太網(wǎng), 類似 EtherCAT 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的特征: ●標(biāo)準(zhǔn)的快速以太網(wǎng): ●節(jié)約成本的網(wǎng)絡(luò)組件 ●電纜 ●連接器 ●安裝方便 ●符合Windows 環(huán)境的驅(qū)動(dòng) ●基于軟件的解決方案, 無需特殊硬件 ●I/O傳送時(shí)間 < 60 µs ●周期性的 I/O 和標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP在同樣的硬件上并行 （Y-driver） ●PC-PC 間通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)確定性的通訊 實(shí)時(shí)以太網(wǎng): 刷新時(shí)間 ●經(jīng)過交換機(jī)向設(shè)備發(fā)送和接收數(shù)據(jù)幀 ●接收和發(fā)送數(shù)據(jù)之間的延時(shí)約為10-300µs,這取決于交換機(jī)和傳輸數(shù)據(jù)的多少 實(shí)時(shí)以太網(wǎng): 刷新時(shí)間 有可能出現(xiàn)這種情況, 所有的幀尚未完全發(fā)送完畢,而部分連接設(shè)備的幀已經(jīng)返回到主站, 這是因?yàn)? 1. 以太網(wǎng)全雙工通訊, 同時(shí)發(fā)送和接收2. 數(shù)據(jù)存放在緩沖區(qū), 由交換機(jī)控制其發(fā)送 刷新-, 循環(huán)- 和反應(yīng)時(shí)間 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的響應(yīng)時(shí)間測量 比較響應(yīng)時(shí)間 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)相對(duì)于其它總線系統(tǒng)的優(yōu)勢: ●無需特殊的現(xiàn)場總線卡 （低成本） ●使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)組件實(shí)現(xiàn)靈活的連接 ●局域網(wǎng) ●廣域網(wǎng) ●光纖 ● … ●高傳輸率 ●整個(gè)系統(tǒng)的快速響應(yīng)時(shí)間 ●使用DMA 控制器節(jié)約 CPU資源供其它應(yīng)用程序使用 實(shí)時(shí)以太網(wǎng): 組件 ●AX2000-B900 ● 典型響應(yīng)時(shí)間 250 µs ● BK9000 ●典型響應(yīng)時(shí)間 1 - 3 ms ●BK9100 ●典型響應(yīng)時(shí)間 1 - 3 ms ●IL230x-B900 ●典型響應(yīng)時(shí)間 1 - 5 ms （因?yàn)榭梢赃B接多達(dá) 120個(gè) IE – 模塊） CX1000 ●典型響應(yīng)時(shí)間 1 ms EtherCAT的發(fā)展歷程