以太网将运动拉到一起

Ethernet显示了运动控制的许多希望，只要维护底层传输层。是否是您申请的正确解决方案？

有一段时间，运动控制系统的每个元素都必须单独访问，但不再进入。正如以太网允许我们同时浏览网络，收听Internet Radio，并发送电子邮件，因此以太网允许运动控制组件比以往更有效地联网，简化控制，诊断，更新等。

“在过去，您看到了一种安全网络，一种动作网络，用于离散控制的网络，以及企业集成网络。现在，您将看到合并到一个网络基础设施中，“Kinetix运动控制组的运动控制业务产品营销经理Matheus Bulho说罗克韦尔自动化（梅隆，威斯康星州）。“这意味着购买的零件较少，部件更少安装，更少的部件配置，等等。集成系统的生命周期成本往往低于碎片的溶液。“

这不仅仅是成本。集成使得总体远远大于零件的总和。“以太网的巨大强度是它是一个传输层。以太网运动产品的产品经理David Greensmith说，它不关心应用程序的信息。“Baldor Electric Co.（布里斯托尔，英国）。“这只是这个强大的通信层。”

该应用程序定义了数据 - 设备配置文件规范，对象词典的含义，对象字典，需要为应用程序交换的内容，等等。与现场总线系统相比，这种设备到设备数据交换的这种灵活性，结合了以太网的实时性能和以太网的带宽，与设备的边界进行模糊。系统成为网络上的设备资源的池。

考虑，例如，编码器接口。“我们经常有能够托管额外反馈界面的驱动器，但不一定利用这种能力，”Greensmith说。“网络上可能存在另一个设备，其在物理上限制，并且没有自己的编码器输入。现在，我们可以通过以太网PowerLink提供该编码器，并在本地使用它，就像它在物理上连接到该设备一样。“

容易接近
以太网的网络性质允许从单一点访问系统中的任何设备。根据Greensmith的据前应用工程师，Greensmith的说法，需要物理连接到一个设备，这是一个用于访问它的设备，这是一种巨大的进步。“我可以记住你必须携带大量通信电缆的日子，一个用于你要去工作的每个设备。那是一点噩梦，“他说。“当然，你必须在那个单位的任何地方都要走到任何地方，有时在机器空间下爬行并插入能够进行编程并配置它。”

使用以太网系统，可以从单点从网络上的所有设备下载软件。系统中的主机PC可以将配置文件存储在网络上的每个设备，这使得将机器设置为简单，如运行预编程序列，以根据需要下载参数和固件文件。

这种功能在系统操作中提供了巨大的灵活性。可以设置驱动器以自动在两个位置之间切换，然后立即在一系列扭矩命令上运行它。在当今的制造环境中，瞬间改变的能力是至关重要的，以太网允许系统执行此操作。

以太网变体
以太网存在更大的承诺 - 将运动网络连接到企业网络。这种方法将为过程控制和供应链管理带来新的透明度。“我们今天有机会在综合制造环境中利用标准以太网，”Bulho说。“你[可以想象]根据基于企业系统下载的食谱，基于通过在商店地板上的设备和配置设备实时构建该产品的订单。”

这就是这个想法，无论如何 - 现实并不是那么简单。以太网最初提出的最大担忧是它使用TCP / IP协议;因此，它将第一次出现的信息传递给第一服务。当它用于将十几台办公计算机连接到单个打印机和传真时，这很好，但在一般需要高精度同步的运动系统中，该方法可能具有挑战性。

因此，用于运动控制的大多数版本的以太网是基本协议的变体。问题是，代码进一步从标准以太网离开，企业范围内集成的实现越困难。“绝大多数企业系统都没有设计用于专有以太网，”Bulho说。“标准未修改以太网与现成技术提供完全兼容性。”添加服务质量（QoS）技术，全双工操作，管理开关技术，以及IEEE 1588标准提供的优于200-NS同步精度，使得符合Motion Control的确定性要求的未修改以太网方法，他笔记。

Greensmith同意，维护以太网传输层是关键。如果没有它，您将失去执行跨网络，甚至跨世界的能力控制。“You don’t want to destroy those underlying protocol mechanisms in order to implement your motion bus, which is, sadly, what some of the motion buses do -- they break those rules, they modify the protocols and behavior so significantly that it’s no longer really a compliant Ethernet network.”

这是一个很好的观点。另一方面，争取普遍解决方案具有自己的挑战。“Some of these networks are trying to be a single network for all capabilities,” says Greensmith, “and while that’s good -- it has some definite benefits -- it can’t really be optimized for motion control and can easily become overly complex. One of the things that we always look for in any technology is what is easiest for the user. How’s the user going to understand the technology to apply it?”

开源挑战
目前，市场上存在近20种不同的以太网运动控制软件。其中几个参赛者是开源，主任，其中的EtherCAT，以太网IP，以太网PowerLink和Profinet。最终，市场将决定最适合的生存。与此同时，与编码器协议一样，它是最终用户的一个具有挑战性的市场 - 常有讽刺意味的是，因为一些协议的开源性质。

开源软件提供最终用户选择多源组件或系统解决方案，同时允许供应商在没有高成本许可费或进入合同的情况下参加。结果是更广泛的设备选择和更高的成本竞争。一切都好，对吧？

大多。必须有一个缺点，必须得到承认。虽然一些公开标准保持严格的认证流程，但其他人在实施该技术的供应商手中留下了更大的自由。因此，一些制造商可以选择跳过完全实现标准，或者可以使用自己的参数添加特定于供应商的函数。当这样的组件插入网络时，主机设备提供的软件工具可能无法理解这些参数是什么，如何配置它们，等等。即插即用的承诺，网络范围控制，突然消失 - 在多供应商网络中，不是任何一个软件套件都可以设置所有这些设备。

系统集成商总裁Rosser Pryor工厂自动化系统公司（亚特兰大，佐治亚州）的重量：“我们认为，开放以太网仍然是伺服应用程序尚未实现的承诺。到目前为止，我们还没有经历过它的融合。我们发现每个[以太网协议]有一些特点，但实际上是专有或半专有工作的最佳工作。“当然，专有解决方案的缺点是它将用户锁定到特定的供应商中，无论好坏。

Greensmith很快就注意到标准一致性问题并不是新的，而且该行业在过去的现场总线社区前面学到了这一课程。“这是采用现有，经过验证的设备配置文件的主要原因之一，例如CANopen，并确保供应商之间的一致性测试和更接近的合作。”

筹码Ahoy.
通过以太网芯片为计算机行业推动的规模经济，以太网供以太能的以太网。问题是当计算机行业从以太网移动到千兆以太网甚至10千兆以太网时会发生什么？运动控制仍然能够利用这种增加的速度吗？或者供应商将发现自己面临的选择在支付能力之间，他们不会使用或支付较慢的筹码的溢价，其成本基础现在由运动控制行业对数百万个单位的需求与数亿个单位的需求相反？

Nipun Mathur，Motion Control和Mechatronics产品经理国家文书（奥斯汀，德克萨斯州）没有看到速度跳跃作为关注的原因。“这是一个非常好的问题，”他说。“有很多应用程序在轴之间需要高速同步。人们在与运动相同的总线上越来越多地走向I / O，因此在向运动总线添加更多带宽时，您可以实际上可以使用运动控制进行高速流模拟I / O.“他指向越来越多地利用诊断信息收集和传输，以产生能够进行复杂安全性和故障监控操作的智能机器。

至于未来？“这是全新的世界，”格林斯米斯说。“我们在过去三年中我们已经拥有的是这种潜在技术的演变，即以太网的运动控制目的。现在正在发生的事情是从应用程序的角度发展时创建这个平台。人们可以与该产品做些什么是能力的一步变化。我现在可以坐在我的桌子上，通过VPN连接到澳大利亚的机器，看看通过该设备发生的事情 - 这完全是通过传统以太网的基础力量。“