以太網(wǎng)用于運(yùn)動(dòng)控制的三個(gè)原因
以太網(wǎng)正成為工業(yè)應(yīng)用中日益重要的網(wǎng)絡(luò)。就運(yùn)動(dòng)控制而言,以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線以及其他技術(shù)(如組件互連)歷來(lái)都是相互競(jìng)爭(zhēng)的,用以在工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)中獲得對(duì)一些苛刻要求的工作負(fù)載的處理權(quán)限。運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用要求確定性(保證網(wǎng)絡(luò)能夠及時(shí)將工作負(fù)載傳送至預(yù)定的節(jié)點(diǎn)),這是確保位置保持所必需的,這進(jìn)而又將確保驅(qū)動(dòng)器的精確停止、適當(dāng)?shù)募铀?減速以及其他任務(wù)。
標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.3以太網(wǎng)從未達(dá)到這方面的要求。即使全雙工交換和隔離域淘汰了過(guò)時(shí)的CSMA/CD數(shù)據(jù)鏈路層,但它還是缺乏可預(yù)測(cè)性。此外,典型堆棧中的TCP/IP的高度復(fù)雜性并未針對(duì)實(shí)時(shí)流量的可靠傳送進(jìn)行優(yōu)化。因此,現(xiàn)場(chǎng)總線以及帶有基于ASIC的PCI卡的PC控制架構(gòu)一直是常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)控制解決方案。
車(chē)載以太網(wǎng)的典型鏈路模型;貴州以太網(wǎng)測(cè)試銷(xiāo)售價(jià)格

快速以太網(wǎng)
100Base-TX
物理介質(zhì)采用5類(lèi)以上雙絞線
網(wǎng)段長(zhǎng)度多100米100Base-FX
物理介質(zhì)采用單模光纖,網(wǎng)段長(zhǎng)度可達(dá)10公里
物理介質(zhì)采用多模光纖,網(wǎng)段長(zhǎng)度多2000米快速以太網(wǎng)由IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)定義
快速以太網(wǎng)由IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)定義,基本與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)相同,但速度比標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)快十倍??焖僖蕴W(wǎng)的速度是通過(guò)提高時(shí)鐘頻率和使用不同的編碼方式獲得的。其傳輸方案常用的便是100Base-T,100Base-T又包括100Base-TX和100Base-T4,100Base-T4是一種3類(lèi)雙絞線方案,不支持全雙工,目前使用的都是100Base-TX,此方案需使用5類(lèi)以上雙絞線,時(shí)鐘信號(hào)處理速率高達(dá)125MHz。
100Base-FX使用一對(duì)多?;蛘邌文9饫w,使用多模光纖的時(shí)候,計(jì)算機(jī)到集線器之間的距離比較大可到兩公里,使用單模光纖時(shí)比較大可達(dá)十公里。
快速以太網(wǎng)還提供全雙工通信,總帶寬達(dá)到200Mbps。全雙工快速以太網(wǎng)在使用光纖或某些雙絞線介質(zhì)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路有效,因?yàn)槊總€(gè)帶寬為100Mbps的信道都需要的線來(lái)支持。
快速以太網(wǎng)有自動(dòng)協(xié)商的功能,能夠自動(dòng)適應(yīng)電纜兩端比較高可用的通信速率,能方便的與10M以太網(wǎng)連接通信。
山西以太網(wǎng)測(cè)試調(diào)試以太網(wǎng)交換機(jī)連接方法;

交換式以太網(wǎng)
交換式結(jié)構(gòu):
在交換式以太網(wǎng)中,交換機(jī)根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的MAC地址決定數(shù)據(jù)幀應(yīng)發(fā)向交換機(jī)的哪個(gè)端口。因?yàn)槎丝陂g的幀傳輸彼此屏蔽,因此節(jié)點(diǎn)就不擔(dān)心自己發(fā)送的幀在通過(guò)交換機(jī)時(shí)是否會(huì)與其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的幀產(chǎn)生沖出。
為什么要用交換式網(wǎng)絡(luò)替代共享式網(wǎng)絡(luò):
減少?zèng)_出:交換機(jī)將沖出隔絕在每一個(gè)端口(每個(gè)端口都是一個(gè)沖出域),避免了沖出的擴(kuò)散。
提升帶寬:接入交換機(jī)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以使用全部的帶寬,而不是各個(gè)節(jié)點(diǎn)共享帶寬。
展示了使用分立元件的千兆以太網(wǎng)接口電路圖。LAN 變壓器在電子設(shè)備和網(wǎng)線之間提供直流隔離。初級(jí)側(cè)繞組的中心抽頭進(jìn)行了“Bob Smith”匹配:每對(duì)線連接一個(gè) 75 Ω 電阻到“星形點(diǎn)”,然后通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的 100pF/2kV 電容接到機(jī)殼地。X3 模塊中集成了共模電感,可抑制較長(zhǎng)的網(wǎng)線通過(guò)容性或感性耦合的噪音,這些共模干擾可能會(huì)影響通信。
展示的是以太網(wǎng)接口區(qū)域四層PCB板布線。金屬殼接地與四層中所有PHY側(cè)GND 隔離,因此金屬殼的接地平面不會(huì)與其它層的GND平面重疊,盡可能減小電容耦合。地平面以 4 毫米網(wǎng)格的過(guò)孔連接。網(wǎng)口差分信號(hào)參考地平面,阻抗 100 Ω ,差分線的寬度 0.154mm,間距 0.125mm。RJ45連接器位于 PCB 的邊緣,確保與金屬外殼的低阻抗連接。 以太網(wǎng)的測(cè)試夾具是那些;

由于在這些接口上,數(shù)據(jù)的速率真正達(dá)到了10Gbps左右,因此對(duì)于測(cè)試的帶寬要求更高。雖然SFP+的規(guī)范中對(duì)于測(cè)試設(shè)備的帶寬要求在12GHz以上,但是考慮到示波器的頻響方式不同,以及現(xiàn)代的芯片比標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)都有更陡的邊沿,使用實(shí)時(shí)示波器進(jìn)行測(cè)量時(shí)建議使用20GHz以上的帶寬。圖7.30是用實(shí)時(shí)示波器進(jìn)行SFP+接口測(cè)試的例子。
為了提高數(shù)據(jù)速率,IEEE還在10G以太網(wǎng)的接口標(biāo)準(zhǔn)上提出了用4路10G信號(hào)傳輸40G以太網(wǎng)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn),比如40GBase-KR4、40GBase-SR4、40GBase-LR4、40GBase-ER4、40GBase-CR4,如果采用光纖進(jìn)行傳輸時(shí)可能采用的是QSFP+(QuadSmallForm-factorPluggable)的光模塊接口。QSFP+的光模塊電接口一側(cè)采用的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)與相應(yīng)的10G以太網(wǎng)接口類(lèi)似,而40GBase-KR4也是用4對(duì)10Gbps的差分線同時(shí)傳輸實(shí)現(xiàn)40Gbps的傳輸速率。因此這些40G以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于測(cè)試儀表的帶寬要求也與對(duì)應(yīng)的10G接口要求類(lèi)似,只不過(guò)要測(cè)試的端口數(shù)更多。對(duì)于采用了光口作為以太網(wǎng)信號(hào)傳輸?shù)慕涌?,如果還想進(jìn)行光口的眼圖、抖動(dòng)、消光比、光功率、波長(zhǎng)等的測(cè)試,需要借助相應(yīng)的光采樣示波器、光功率計(jì)等完成,可以參考后面關(guān)于光信號(hào)測(cè)試的章節(jié) 車(chē)載以太網(wǎng)還可以借鑒和使用一系列在傳統(tǒng)以太網(wǎng)上經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的成熟技術(shù);貴州以太網(wǎng)測(cè)試維修價(jià)格
10Base-T以太網(wǎng)測(cè)試連接圖;貴州以太網(wǎng)測(cè)試銷(xiāo)售價(jià)格
以太網(wǎng)測(cè)試的實(shí)際連接圖
在測(cè)試過(guò)程中,測(cè)試軟件會(huì)提示用戶把被測(cè)設(shè)備設(shè)置成不同的測(cè)試模式以完成不同項(xiàng)目的測(cè)試,如千兆以太網(wǎng)中就規(guī)定了4種測(cè)試模式針對(duì)不同的測(cè)試。軟件運(yùn)行后,示波器會(huì)自動(dòng)設(shè)置時(shí)基、垂直增益、觸發(fā)等參數(shù)并進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量結(jié)果會(huì)匯總成一個(gè)html格式的測(cè)試 報(bào)告,報(bào)告中列出了測(cè)試的項(xiàng)目、是否通過(guò)、spec的要求、實(shí)測(cè)值、margin等,
值得注意的是,以太網(wǎng)的信號(hào)測(cè)試并不是用探頭搭在正常工作的電纜上完成的,因?yàn)橐?太網(wǎng)信號(hào)屬于高速信號(hào),所以必須在信號(hào)末端的端接電阻處做測(cè)試才是準(zhǔn)確的,這也就是使 用測(cè)試夾具的目的。 貴州以太網(wǎng)測(cè)試銷(xiāo)售價(jià)格
Jason Goerges在發(fā)表于2010年Machine Design的一篇文章中解釋道:“基于EtherCAT的分布式處理器架構(gòu)具備寬帶寬、同步性和物理靈活性,可與集中式控制的功能相媲美并兼具分布式網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)”。3 “事實(shí)上,一些采用這種方式的處理器可以控制多達(dá)64個(gè)高度協(xié)調(diào)的軸(包括位置、速度和電流環(huán)以及換向),采樣速率和更新速率為20 kHz。 面向IIoT的長(zhǎng)期可行性 以太網(wǎng)自作為一種局域網(wǎng)技術(shù)問(wèn)世以來(lái),已經(jīng)過(guò)一系列發(fā)展。鑒于傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線組件目前的制造規(guī)模較小,而PCI正面臨逐漸成為過(guò)時(shí)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn),以太網(wǎng)經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展,現(xiàn)已完全有能力為以IP為的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供...