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羅克韋爾基于EtherNet/IP的集成CIP運動控制解決方案

發布日期:2022-07-14 點擊率:35

       羅克韋爾自動化的基于EtherNet/IP的集成CIP運動控制技術,為制造商在單一網絡上實現自動化-包含離散、過程、安全和運動控制鋪平了道路。由于羅克韋爾自動化全新的中型架構系統組合支持基于EtherNet/IP的集成CIP運動控制,這些高級功能現在已被越來越多的業內受眾所認可。

 

        將集成的CIP運動控制加入到EtherNet/IP龐大的功能列表中,更加印證了此行業公認的通信協議正穩步成為許多世界領先的過程公司、機器制造商和最終用戶的首要選擇。
        此外,由于羅克韋爾自動化全新的中型架構系統組合支持基于EtherNet/IP的集成CIP運動控制,這些高級功能現在已被越來越多的業內受眾所認可。
        自提出以太網的構想以來,以太網已經歷了近40年的發展演變,它從未放慢發展的腳步。現在它變得更快、更加穩定,應用范圍也越來越廣泛。還開發出很多定制協議以在更廣泛的領域發揮其功能。EtherNet/IP就是從中衍生出來的一種,由于遵守主要的以太網標準,正在引領行業發展的潮流。與其它工業以太網解決方案形成鮮明對比的是,它沒有為了實現特定性能目標而忽略以太網模型中的某些元素。可是,修改后的方案需要使用專門的硬件、固件和軟件才能處理應用中需要實時控制的部分,而這些并沒有限制EtherNet/IP的部署。
        憑借基于標準的以太網方案,EtherNet/IP已經跟上了核心協議的步伐,迅速發展并逐漸增強。由于EtherNet/IP遵守辦公室環境中使用的以太網協議,它具有高度的靈活性,甚至能夠在單一可擴展網絡中運行整個生產或過程操作。利用車間與企業級之間的無縫數據交換,公司可以顯著降低工程設計成本和部署/調試成本。
        面向未來的資產
        EtherNet/IP的最新進展之一是增加了集成CIP運動控制,引入該功能意味著公司可以在單一網絡上處理自動化、離散、過程、安全和運動控制。這些主要的控制策略都可以通過可擴展的統一軟件環境RSLogix 5000進行編程,使其更具吸引力。羅克韋爾自動化在全新的中型產品組合中引入這些功能,并將這種在大型系統安裝中常見的控制解決方案應用于單一設備或系統中的單元層。
        運動控制的單一架構方案在工業市場上頗受歡迎的原因有很多。從整體的角度來看,很多機器制造商和最終用戶都不得不同時應對集成、安全、信息、診斷和可持續性等多種問題。往往會涉及很多供應商的設備的多種協議,最終這些供應商相互進行“溝通”并達成一致,盡管在實際性能和最終結果方面可以實現靈活性,但在成本和需要的工程設計工作方面不具備靈活性。
        單一網絡方案的簡單性和功能性正是使EtherNet/IP極具吸引力的原因。而且,這種方案以未經修改和已經成熟的協議為基礎,該協議過去、現在和未來都有非常強勁的發展勢頭,因此,投資EtherNet/IP是對面向未來資產的相當長期的承諾,從而有效地與更廣泛的企業進行集成。

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        確定性控制
        很多人都想問的問題是:“如果其它公司都需要修改以太網才能處理運動控制,為什么你們不需要?”多數競爭對手會將矛頭指向速度,認為這是EtherNet/IP不適合運動控制應用的確定原因。然而實際上,EtherNet/IP處理運動控制命令的方式駁斥了這一錯誤觀點。
        開放設備網供應商協會(ODVA),簡而言之就是支持基于通用工業協議(CIP)、DeviceNet、EtherNet/IP、CompoNet和ControlNet的網絡技術的組織。通常情況下,多軸運動控制使用基于事件的同步,這就需要在整個網絡中有計劃地、絕對嚴格地傳遞對時間要求苛刻的循環數據。精確的速度和/或位置控制要求循環數據的抖動應小于1μs。但是以太網的CSMA/CD數據層不能傳遞抖動小于1μs的數據。
        這種確定性問題可能導致未經修改的標準以太網無法實現運動控制,但是ODVA使用未經修改的標準以太網和TCP/UDP/IP,通過EtherNet/IP克服了這一限制,無需對以太網四個較低的層級做任何修改。
        具有CIP運動控制功能的EtherNet/IP通過改變確定性策略解決了此問題。它消除了網絡基礎架構中嚴格的確定性要求,并將處理實時控制所需的實時信息交托給終端設備。
        因此,具有CIP運動控制功能的EtherNet/IP就可以使用未經修改的標準以太網為閉環驅動操作傳遞所需的高性能、確定性控制。優于200ns的時鐘同步可輕松實現,從而滿足多數苛刻的運動控制應用的需求。因為終端設備中的時鐘嚴格同步,而且消息中的信息都帶有時間戳,所以消息接收期間少量的抖動無關緊要。具有CIP運動控制功能的EtherNet/IP允許100個軸與1ms的網絡更新速率相協調。
        雖然競爭對手仍然堅持認為1ms比不上他們所能提供的最快速度,但在實際應用中,運動控制解決方案驅動的設備會產生機械限制/慣性,即使再快的更新速率也沒有任何意義。在包裝或貼標等終端應用中可能存在這種情況;在這些實例中,1ms就能滿足要求,對于多數運動控制應用也的確如此。
        使用基于EtherNet/IP的解決方案實現運動控制具有很多優勢,在滿足更廣泛的系統和企業需求的同時,也必須考慮這些優勢。可擴展性、靈活性、無縫集成、單一操作環境和集成架構協同工作,使這一方案極具吸引力,不僅對于運動控制,對于機器和過程控制也具有廣泛的意義。
        而且,由于現有商用技術的充分利用,用戶和設備供應商可輕松地向千兆位以太網升級,因此面向未來就顯得尤為重要。
        只有具有CIP運動控制的EtherNet/IP,才能通過“標準”以太網滿足確定的、實時的閉環運動控制要求,并且完全符合包括IEEE802.3和TCP/IP在內的以太網標準。基于EtherNet/IP的集成CIP運動控制這一技術為制造商在單一網絡上實現自動化-包含離散、過程、安全和運動控制鋪平了道路。


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