在最近对行业专家的调查中，许多人提到基于以太网的网络协议正在取代传统的现场总线。
回想一下，工业通信协议(包括基于工业以太网的协议)是用于自动化安装的消息传递系统。一些现场总线比不确定的以太网更可靠，但是以太网的速度现在领先。
“一些旧的总线系统的数据速率在1到20 Mbit的范围内，没有实时反应，”Horst Messerer，Helukabel数据，网络和巴士技术销售经理说。“某些类型的制造能够容忍这些利率......所以总线协议不会完全消失 - 但他们看到了降低的市场份额。”
事实上，基于工业以太网的网络现在连接了大约40%的工业通信网络。
“这就是为什么更多的总线系统被基于以太网的设备所取代，”Messerer说。“以太网的优势在于其更快的数据速率——至少100mbit——这让工业自动化制造商可以实时查看制造和生产过程数据。有了这些快速的数据，就可以提高反应时间，优化流程，提高每小时的产量。”
另一个好处是，尽管像802.3c这样的老版本比802.3ab慢(1gbit /sec，也就是GbE)，但它们都使用Cat5e电缆。这使得工业以太网的实现更加容易。用于以太网的Cat5和较新的Cat6电缆都可以使用千兆以太网，尽管6号以太网电缆正在取代前者。
Cicoil公司的Rich Buchicchio表示:“我们发现，人们对Cat5和Cat6电缆的兴趣持续高涨。与普通以太网电缆相比，这些电缆的高灵活性和耐用性使我们的产品在极端环境下的生存能力更强。”电缆满足(通常超过)平台要求。
除了速度，以太网崛起的其他原因还包括它的易用性和无处不在的设计;多协议网络验收;得益于商用现货以太网的熟悉;网络接口硬件的整合。另外，与传统设备和现场总线网络(可以有多个物理层)不同，以太网网络运行在一个设备上。
控制和相关的运动硬件经常指示安装将使用哪个现场总线通信。
Applied Motion Products公司的Eric Rice表示:“我们将继续开发可通过以太网供电的集成电机。“通过一根电缆将电力和以太网结合在一起，是电机、驱动器和工业以太网通信集成发展的一个很好的例子。”
制造商提供的poe集成电机产品包括NEMA 14和NEMA 17框架电机。
传统工业部件以以太网连接为特色，以实现越来越多的功能。博世力士乐电机和驱动器产品经理Joaquin Ocampo表示:“如今，PLC控制有可扩展的I/O选项……与远程I/O通信的新硬件包括多以太网产品，覆盖主要以太网，如SERCOS、EtherCAT、PROFINET和Ethernet /IP。
事实上，五种实时协议——CC-Link、EtherCAT、EtherNet/IP、PROFINET和SERCOS III利用了以太网的优势和确定性网络。
的CC-Link协议(CC-Link合作伙伴协会支持)包括现场设备、控制器和信息网络，速度可达10 Mbps / 100米。版本包括CC-Link、CC-Link安全、CC-Link/LT和CC-Link工业以太网(IE)控制和现场。CC-Link标准之一是无缝消息协议(Seamless Message Protocol)，允许以太网设备在CC-Link IE网络上工作。新版本的控制和通信系统配置文件(CSP+)简化了工程工具和设备配置文件的集成(部分通过概述cc - link兼容设备的设置和操作所需的数据)。自动化组件制造商主要为伺服电机、驱动器、机器人、数字和模拟I/O模块以及包括pc和plc在内的控制器提供CC-Link功能。
的控制自动化技术以太网(EtherCAT)协议使用以太网和带有BNC适配器的双绞线或同轴电缆，超过1000米的距离和光缆。它获得以太网传输速率，可以控制多达65,535个节点。数据处理通过专用的软件和硬件允许确定性通信。EtherCAT适应任何拓扑结构，在30 μ秒内处理1000个I/O点，能够在100 μ秒内与100个伺服轴通信。轴获取值和控制数据，并报告位置和状态。IEEE 1588分布式时钟技术的一个简单版本以小于1 μsec的抖动同步轴。
这里显示的是用于可编程定位的maxon电机EPOS04 Compact 50/8 EtherCAT智能驱动控制器。
以太网/ IP是一种工业应用层协议，用于工业控制和I/O之间的通信。它采用标准IEEE 802.3 TCP/IP和通信;以太网硬件与TCP和UDP端口配对。某些排列使同步和确定的多轴运动控制成为可能。
事实上，这个和其他工业以太网标准驱动了Applied Motion Products做出的许多产品开发决策。赖斯说:“今年，我们为罗克韦尔的RSLogix 5000软件引入了一套改进的Add-On说明，从而增强了对以太网/IP网络的支持。”他补充说:“我们还为EtherCAT网络引入了一种新型的低成本电机驱动器……并已开始开发用于PROFINET网络的驱动器和集成电机。”
串行实时通信系统(SERCOS)是一种开放协议用于闭环实时数据的串行通信-通过以太网电缆SERCOS III。特别是对于运动控制器、驱动器、执行器、传感器、I/O, iec标准协议关闭驱动器中的伺服回路，以减少运动控制器负担(并同步更多的运动轴)。这种伺服回路的闭合也避免了运动控制和驱动器之间的延迟。
SERCOS III获得了确定性的双向实时运动控制。它还能在一个以太网网络上实现更高级别的I/O和传统协议的传输，与SERCOS实时通信并行，周期时间为31.25 μsec。
PROFINET来自于给运动行业提供PROFIBUS的同一个组织(PROFIBUS和PROFINET Intl。使用以太网的PROFINET意味着更大的消息、更好的带宽和理论上无限的地址空间……以及避免网络冲突。通过实时和等时实时(IRT)操作，可以实现确定性通信。后者将更新时间降至250µ秒，而PROFINET IRT将更新时间降至31.25µ秒，用于同步网络组件。
当然，特定行业的通信总线持续存在，甚至还在增长，因为连通性甚至给交钥匙操作带来了设计复杂性。
“集成了工业通信协议的产品简化了操作，”汤姆森工业公司(Thomson Industries)的劳拉•梅(Laura May)表示。“例如,集成的J1939 CAN总线通信——最常用的移动越野的市场意味着系统可以设定让每个执行机构运行的实时感知速度和位置的其他执行机构——启用自动调整和部署多个致动器来处理沉重的负荷,“可能补充道。
她补充说，该制造商正在努力更好地支持工厂自动化中常用的协议。
当然，越来越多的网关简化了网络连接，J1939 CAN(和其他总线)必须与以太网进行接口。现场总线组件通过Cat5E电缆和以太网RJ45连接器连接到以太网块是很常见的。最终，以太网甚至可以促进工业物联网功能，将企业级系统与机器、I/O和设备级操作连接起来。
以太网驱动的基于云的工业物联网和(ieee -802兼容)无线变体统一数据流:
- I/O和运动通信和控制
- 安全功能，保护设备和人员
- 诊断、机器状态监测和能源管理
- 最终产品跟踪和记录工厂运行统计数据
“可用的三种智能汉班模块中的一个是迷你以太网交换机模块，”V.P。Mark Kojak说：互连组件制造商的Harting Inc.的产品管理与业务发展。该模块包含连接器内的四端口以太网交换机。该模块可以替换或减少需要多端口以太网交换机的系统中的端口计数...并且在使用菊花链式架构的系统中求助。
案例研究:滑环使用CC-Link IE进行千兆数据传输
通过约翰•沃兹尼亚克体育。经理|化工合作协会美洲(CLPA)
工业机械移动电气化和数据传输系统制造商Conductix-Wampfler目前在滑环中使用CC-Link IE开放千兆以太网(GbE)进行高性能连接。传统上，滑环用于为旋转组件上的设备提供连续电源和数据通信，滑环适用于需要工业4.0数据连接的新设备和现有设备。
conductor - wampfler专门从事集装箱搬运、隧道挖掘、采矿和散装物料搬运的电力、信号和数据传输系统。它们的滑环可用于旋转臂、门架、起重机、风力涡轮机、操纵器和电缆卷轴。
作为CLPA成员，conductor - wampfler拥有开发兼容产品的技术规范，甚至适用于使用以太网高达1Gbps的定制连接解决方案。
conductor - wampfler产品经理Matteo Mosconi表示:“我们的滑环技术在从工业机械到主题公园游乐设施的所有领域都非常出色……我们认为需要以一种安全且易于获取的方式传输越来越多的数据。”因此，该公司加入CLPA，专注于CC-Link IE，因为它是第一个也是唯一一个工作在1Gbps的实时特性的开放协议，支持它的组织提供了莫斯科尼想要的技术支持。
“经过CC-Link IE认证的滑环可以以非常高的传输速率传输电力……以及数据。”
CLPA成立于2000年，是一家国际开放式网络组织，拥有3000多名成员（以及亚洲领先的开放式工业自动化网络技术），致力于CC-Link开放式自动化网络的技术开发。主要活动包括CC-Link IE和CC-Link技术规范的开发;进行一致性测试和开发支持。CC-Link IE是具有不匹配带宽的工业4.0自动化的开放式GBE解决方案。
CC-Link伙伴协会(CLPA)成员condutix - wampfler使用CC-Link IE开放式GbE技术规范开发了顺应性滑环。
了下:运动控制技巧，滑环+旋转接头
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