工业以太网实时性亟待提高

   2023-06-16 工业品商城221
核心提示:由于工业以太网在实时应用领域还处于发展阶段,以下应用的实时性有待提高: 实时调整多辊系统线速度要求; 高速机械,如机床、汽车高速起重设备等,主要依靠高速传感器的输入进行逻辑控制和高速输出; 喂料系统需要通过称重系统的高速输入来控制喂料阀,以保证喂料准确。从技术和应用的角度来看,以下问题制约着工业以太网

由于工业以太网在实时应用领域还处于发展阶段,以下应用的实时性有待提高: 实时调整多辊系统线速度要求; 高速机械,如机床、汽车高速起重设备等,主要依靠高速传感器的输入进行逻辑控制和高速输出; 喂料系统需要通过称重系统的高速输入来控制喂料阀,以保证喂料准确。

从技术和应用的角度来看,以下问题制约着工业以太网实时性的进一步发展:

1.冲突监测机制。  IEEE802.3在MAC层定义的CSAM/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)机制引入了碰撞机制,虽然随着以太网全双工机制的引入和通信带宽的不断提高,  collision 已经大大减少,但本质上还是为工业以太网的实时性埋下了一定的隐患。 如果要进一步提高实时性,需要对CSMA/CD的退避算法进行升级。 也就是说,一旦检测到冲突,就需要进一步减小退避间隔,以提高实时性。

2.开关性能的改进。 在整个数据采集-处理-输出工程中,网络节点设备也是造成延迟的主要因素。 虽然随着交换机性能的不断提高,出现在交换设备上的时延往往控制在10μs以内,但是当网络负载较重时,仍然严重影响网络的实时性。 所以需要在交换机设备中集成QoS、HOLBlockingPrevention等服务。

3、网络系统性能和通信设备处理。 数据在网络上传输的延迟也会对实时性产生很大的影响。 由于设备层工业以太网的网络负载在规划网络负载时一般不超过总带宽的30%,因此需要进一步增加网络的带宽。 同时,作为能够提供更高EMC性能和更快传输速度的光纤解决方案,也有助于提高实时性。 随着芯片技术的提高,通信节点对数据包的处理能力和速度也将不断提高,从而提高以太网的实时性。

plc等控制系统的功能发展对工业以太网技术的实时性也有一定的影响。 对于90%的工业应用,PLC扫描周期在10ms到10s之间。 但是,在精益制造的大趋势和低碳节能理念的不断发展下,PLC系统功能的开发,尤其是PLC处理能力的提高是大势所趋。当传统行业对PLC扫描周期的要求越来越严苛时,对I/O数据采集以及与其他设备通讯的实时性要求也势必随之提高。 因此,工业以太网技术的实时性也必须顺应这一趋势。 特别是在网络延时控制和通讯处理能力上进一步提升性能,以完成对工业领域高速总线如CANopen、SERCOS的全面替代。

 
 
更多>同类新闻资讯
推荐图文
推荐新闻资讯
点击排行

新手指南
采购商服务
供应商服务
交易安全
关注我们
手机网站:
新浪微博:
微信关注:

周一至周五 9:00-18:00
(其他时间联系在线客服)

24小时在线客服