羅克韋爾自動(dòng)化的基于EtherNet/IP的集成CIP運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，為制造商在單一網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化－包含離散、過程、安全和運(yùn)動(dòng)控制鋪平了道路。由于羅克韋爾自動(dòng)化全新的中型架構(gòu)系統(tǒng)組合支持基于EtherNet/IP的集成CIP運(yùn)動(dòng)控制，這些高級(jí)功能現(xiàn)在已被越來越多的業(yè)內(nèi)受眾所認(rèn)可。
將集成的CIP運(yùn)動(dòng)控制加入到EtherNet/IP龐大的功能列表中，更加印證了此行業(yè)公認(rèn)的通信協(xié)議正穩(wěn)步成為許多世界領(lǐng)先的過程公司、機(jī)器制造商和最終用戶的首要選擇。
此外，由于羅克韋爾自動(dòng)化全新的中型架構(gòu)系統(tǒng)組合支持基于EtherNet/IP的集成CIP運(yùn)動(dòng)控制，這些高級(jí)功能現(xiàn)在已被越來越多的業(yè)內(nèi)受眾所認(rèn)可。
自提出以太網(wǎng)的構(gòu)想以來，以太網(wǎng)已經(jīng)歷了近40年的發(fā)展演變，它從未放慢發(fā)展的腳步。現(xiàn)在它變得更快、更加穩(wěn)定，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。還開發(fā)出很多定制協(xié)議以在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)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(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，正在引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的潮流。與其它工業(yè)以太網(wǎng)解決方案形成鮮明對(duì)比的是，它沒有為了實(shí)現(xiàn)特定性能目標(biāo)而忽略以太網(wǎng)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(yīng)用中需要實(shí)時(shí)控制的部分，而這些并沒有限制EtherNet/IP的部署。
憑借基于標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)方案，EtherNet/IP已經(jīng)跟上了核心協(xié)議的步伐，迅速發(fā)展并逐漸增強(qiáng)。由于EtherNet/IP遵守辦公室環(huán)境中使用的以太網(wǎng)協(xié)議，它具有高度的靈活性，甚至能夠在單一可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行整個(gè)生產(chǎn)或過程操作。利用車間與企業(yè)級(jí)之間的無縫數(shù)據(jù)交換，公司可以顯著降低工程設(shè)計(jì)成本和部署/調(diào)試成本。
面向未來的資產(chǎn)
EtherNet/IP的最新進(jìn)展之一是增加了集成CIP運(yùn)動(dòng)控制，引入該功能意味著公司可以在單一網(wǎng)絡(luò)上處理自動(dòng)化、離散、過程、安全和運(yùn)動(dòng)控制。這些主要的控制策略都可以通過可擴(kuò)展的統(tǒng)一軟件環(huán)境RSLogix 5000進(jìn)行編程，使其更具吸引力。羅克韋爾自動(dòng)化在全新的中型產(chǎn)品組合中引入這些功能，并將這種在大型系統(tǒng)安裝中常見的控制解決方案應(yīng)用于單一設(shè)備或系統(tǒng)中的單元層。
運(yùn)動(dòng)控制的單一架構(gòu)方案在工業(yè)市場(chǎng)上頗受歡迎的原因有很多。從整體的角度來看，很多機(jī)器制造商和最終用戶都不得不同時(shí)應(yīng)對(duì)集成、安全、信息、診斷和可持續(xù)性等多種問題。往往會(huì)涉及很多供應(yīng)商的設(shè)備的多種協(xié)議，最終這些供應(yīng)商相互進(jìn)行“溝通”并達(dá)成一致，盡管在實(shí)際性能和最終結(jié)果方面可以實(shí)現(xiàn)靈活性，但在成本和需要的工程設(shè)計(jì)工作方面不具備靈活性。
單一網(wǎng)絡(luò)方案的簡(jiǎn)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(jīng)修改和已經(jīng)成熟的協(xié)議為基礎(chǔ)，該協(xié)議過去、現(xiàn)在和未來都有非常強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，因此，投資EtherNet/IP是對(duì)面向未來資產(chǎn)的相當(dāng)長(zhǎng)期的承諾，從而有效地與更廣泛的企業(yè)進(jìn)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(wǎng)才能處理運(yùn)動(dòng)控制，為什么你們不需要？”多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手會(huì)將矛頭指向速度，認(rèn)為這是EtherNet/IP不適合運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的確定原因。然而實(shí)際上，EtherNet/IP處理運(yùn)動(dòng)控制命令的方式駁斥了這一錯(cuò)誤觀點(diǎn)。
開放設(shè)備網(wǎng)供應(yīng)商協(xié)會(huì)(ODVA)，簡(jiǎn)而言之就是支持基于通用工業(yè)協(xié)議(CIP)、DeviceNet、EtherNet/IP、CompoNet和ControlNet的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的組織。通常情況下，多軸運(yùn)動(dòng)控制使用基于事件的同步，這就需要在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中有計(jì)劃地、絕對(duì)嚴(yán)格地傳遞對(duì)時(shí)間要求苛刻的循環(huán)數(shù)據(jù)。精確的速度和/或位置控制要求循環(huán)數(shù)據(jù)的抖動(dòng)應(yīng)小于1μs。但是以太網(wǎng)的CSMA/CD數(shù)據(jù)層不能傳遞抖動(dòng)小于1μs的數(shù)據(jù)。
這種確定性問題可能導(dǎo)致未經(jīng)修改的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制，但是ODVA使用未經(jīng)修改的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和TCP/UDP/IP，通過EtherNet/IP克服了這一限制，無需對(duì)以太網(wǎng)四個(gè)較低的層級(jí)做任何修改。
具有CIP運(yùn)動(dòng)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(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)中嚴(yán)格的確定性要求，并將處理實(shí)時(shí)控制所需的實(shí)時(shí)信息交托給終端設(shè)備。
因此，具有CIP運(yùn)動(dòng)控制功能的EtherNet/IP就可以使用未經(jīng)修改的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)為閉環(huán)驅(qū)動(dòng)操作傳遞所需的高性能、確定性控制。優(yōu)于200ns的時(shí)鐘同步可輕松實(shí)現(xiàn)，從而滿足多數(shù)苛刻的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的需求。因?yàn)榻K端設(shè)備中的時(shí)鐘嚴(yán)格同步，而且消息中的信息都帶有時(shí)間戳，所以消息接收期間少量的抖動(dòng)無關(guān)緊要。具有CIP運(yùn)動(dòng)控制功能的EtherNet/IP允許100個(gè)軸與1ms的網(wǎng)絡(luò)更新速率相協(xié)調(diào)。
雖然競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手仍然堅(jiān)持認(rèn)為1ms比不上他們所能提供的最快速度，但在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)動(dòng)控制解決方案驅(qū)動(dòng)的設(shè)備會(huì)產(chǎn)生機(jī)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(biāo)等終端應(yīng)用中可能存在這種情況；在這些實(shí)例中，1ms就能滿足要求，對(duì)于多數(shù)運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用也的確如此。
使用基于EtherNet/IP的解決方案實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制具有很多優(yōu)勢(shì)，在滿足更廣泛的系統(tǒng)和企業(yè)需求的同時(shí)，也必須考慮這些優(yōu)勢(shì)。可擴(kuò)展性、靈活性、無縫集成、單一操作環(huán)境和集成架構(gòu)協(xié)同工作，使這一方案極具吸引力，不僅對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制，對(duì)于機(jī)器和過程控制也具有廣泛的意義。
而且，由于現(xiàn)有商用技術(shù)的充分利用，用戶和設(shè)備供應(yīng)商可輕松地向千兆位以太網(wǎng)升級(jí)，因此面向未來就顯得尤為重要。
只有具有CIP運(yùn)動(dòng)控制的EtherNet/IP，才能通過“標(biāo)準(zhǔn)”以太網(wǎng)滿足確定的、實(shí)時(shí)的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制要求，并且完全符合包括IEEE802.3和TCP/IP在內(nèi)的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。基于EtherNet/IP的集成CIP運(yùn)動(dòng)控制這一技術(shù)為制造商在單一網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化－包含離散、過程、安全和運(yùn)動(dòng)控制鋪平了道路。
