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openSAFETY根底引导(二)

1PROFINET上的openSAFETYPROFINET技术的发展主要来自于西门子和其他PROFIBUS用户组织PNO的成员。它的名字是processfieldnetwo

1.PROFINET上的openSAFETY
PROFINET技能的开展首要来自于西门子和其他PROFIBUS用户安排PNO的成员。它的姓名是“process field network”的缩写。PROFINET是Profibus DP的以太网类的继承者。其通讯体系有I/O操控器之间的完好的数据传输阐明,以及参数化、确诊和网络施行的阐明。依据时刻要求不同,PROFINET又被分为PROFINET RT和PROFINETIRT,前者没有或是软实时,后者硬实时。
•原理
PROFINET运用不同协议和服务来满意不同功用等级要求。依据用户需求和必定准则,实时型PROFINET RT能够在一个循环周期内发送有效载荷数据和对时刻要求不高的数据。又预留一个RT通道,经过以太网协议传输高优先级的载荷数据。而确诊和装备信息经过UDP/IP发送。因而,关于I/O的运用,循环周期能够到达10ms。运用根据交流办理的时分复用,PROFINET RT时钟同步的1ms以下的循环周期,满意运动操控的要求。PROFINET IRT选用一种特别帧格局——PROFINET实时报文,使信号端需求一种特定的ASIC才干作业。
•用户安排
PROFIBUS & PROFINET International (PI)代表PROFINET。它是一个伞式安排,与PROFIBUS用户安排PNO和24个区域性PROFIBUS安排协力开展。
•openSAFETY
openSAFETY因其黑色通道原理与数据传输机制别离,使得PROFINET同其他协议相同,对openSAFETY的施行毫无影响。

2. SERCOS III上的openSAFETY
作为一个开源、独立于出产商的数字驱动接口规范,SERCOS III不只界说了物理衔接的硬件结构和协议结构,也支撑广泛的装备文件界说。Sercos接口开端在1985年引进到商场,到今日第三代的SERCOS III,规范以太网是数据传输的协议,首要用于运动操控为主的自动化体系。
•原理
SERCOS III需求主站和从站端都有专用硬件才干作业。该专有硬件将CPU从通讯使命中解放出来,保证快速实时数据处理和硬件为根底的同步。SERCOS用户安排供给SERCOS III IP core支撑用FPGA的SERCOS III硬件开发。
SERCOS III运用帧求和的办法,要求网络节点运用菊花链或闭环的方法衔接。数据在每经过一个设备的时分就被处理,不同通讯类型对应不同报文类型。因为以太网衔接的全双工特色,菊花链现已满意一个单环,而一个恰当的拓扑会出产一个双环,能够满意冗余数据的传输。每个节点有两个通讯接口(用于菊花链和环形网),使其具有穿插通讯的功用。实时报文会来回经过线路中每个节点,即,他们在每个循环周期里被处理两次。所以,设备能够在一个循环周期中完结互相通讯,无需先经过主站。
实时通道运用有预留带宽的时刻槽来保证没有抵触的数据传输。除此之外SERCOS III还供给一个可选的非实时通道。节点在硬件层面同步,它直接从通讯周期开端的第一个实时报文中获得同步信息。主站同步报文(MST)为此被嵌入到第一个报文中。为保证同步廉价地域100ns,一个根据硬件的进程担任补偿因以太网硬件导致的体系差异。各种网络能够运用不同的循环时钟,仍然到达彻底同步。

SERCOS III上完成openSAFETY的层级式模型

•用户安排
SERCOS International e.V.是一个支撑该技能持续开展并据守该规范的注册协会。超越50家操控体系出产者和30家以上伺服制造商是其成员。
•openSAFETY
运用“黑色通道原理”,openSAFETY在现有SERCOS III计划原封不动的根底上就能够施行。
SERCOS III有穿插通讯的功用。openSAFETY运用该功用进行周期性安全数据交流。SSDO在非实时通道(NRT)传输。经过SERCOS III功用装备(FSP),能够保证抱负的停靠。(ideal docking)

安全SERCOS III网络的一个典型环形拓扑

3. EtherNet/IP上的openSAFETY

EtherNet/IP在2000年发布,是由Allen-Bradley (Rockwell Automation)和OVDA (Open DeviceNet Vendors Association) 开发的、开源的工业规范。“以太网工业协议”(EIP)本质上是CIP(Common Industrial Protocol)运用协议的一个端口,被用在ControlNet和DeviceNet上。在美国商场上特别成功,常常用于罗克韦尔的操控体系中。
原理
EtherNet/IP运转于规范以太网硬件之上,运用TCP/IP和UDP/IP为数据传输。因CIP协议支撑的“出产者/顾客”功用,EtherNet/IP可选用各式各样的通讯机制,比方轮询,定时或事情触发,多重播送或点对点衔接。
针对的装备和数据恳求,CIP运用协议会区别“隐式”的I/O信息和“显式”的查询/应对报文。显式信息被嵌入到TCP帧中,实时运用信息经过UDP发送,因其更紧凑的格局和较小的帧头。以太网帧里的VLAN标识是用来给予实时数据以优先级的。交流机作为星形网络的中心,避免经过点对点衔接的设备之间的数据抵触。EtherNet/IP一般能到达10ms的循环周期这样的软实时功用。增强的扩展协议CIPSync和CIPMonitor现在尚不可用。IEEE1588中规则经过散布时钟完成的节点准确同步能到达满意伺服电机操控所要求的满足小的循环周期和颤动。

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