BECKHOFF中國

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目前，通常用電纜線(xiàn)將 I/O 信號傳送到分布式現場(chǎng)總線(xiàn)設備或控制器上進(jìn)行集中控制。而從市場(chǎng)上采購到的來(lái)自不同廠(chǎng)家的現場(chǎng)總線(xiàn)設備一般具有固定的輸入/輸出配置和設計，因此往往需要安裝帶有類(lèi)似功能的一整套設備。這種昂貴的信號采集方法一方面會(huì )增加材料、安裝、規劃和文件制作等方面的成本，并且在后期改造或系統擴展方面也會(huì )增加投入，而且還會(huì )增加庫存管理人員以及維修人員不必要的工作強度

運行原理

目前有多種用于提供實(shí)時(shí)能力的以太網(wǎng)方案： 例如，通過(guò)較高級的協(xié)議層禁止 CSMA/CD 存取過(guò)程，并使用時(shí)間分片或輪詢(xún)技術(shù)來(lái)取代它。其它方案使用交換機，并采用精確的時(shí)間控制方式分配以太網(wǎng)報文。盡管這些解決方案能夠比較快和準確地將數據包傳送到所連接的以太網(wǎng)節點(diǎn)，但帶寬的利用率卻很低，特別是對于典型的自動(dòng)化設備，因為即使是對于非常小的數據量，也必須要發(fā)送一個(gè)完整的以太網(wǎng)幀。而且，重新定向到輸出或驅動(dòng)控制器以及讀取輸入數據所需的時(shí)間主要取決于執行方式。通常也需要使用一條子總線(xiàn)，特別是在模塊化 I/O 系統中，這些系統與 Beckhoff K-bus 一樣，通過(guò)同步子總線(xiàn)系統加快傳輸速度，盡管如此，這樣的同步還是無(wú)法避免通訊總線(xiàn)傳輸的延遲。

通過(guò)采用 EtherCAT 技術(shù)，Beckhoff 突破了其它以太網(wǎng)解決方案的這些系統限制： 不必再像從前那樣在每個(gè)連接點(diǎn)接收以太網(wǎng)數據包，然后進(jìn)行解碼并復制過(guò)程數據。當幀通過(guò)每一個(gè)設備（直達 I/O 端子模塊）時(shí)，EtherCAT 從站控制器讀取與該設備相關(guān)的數據。同樣，輸入數據可以飛速插入至數據流中。幀被傳遞（僅被延遲幾位）過(guò)去的時(shí)候，從站會(huì )識別出相關(guān)命令，并進(jìn)行相應處理。此過(guò)程是在從站控制器中通過(guò)硬件實(shí)現的，因此與協(xié)議堆棧軟件的 Run-Time 系統或處理器性能無(wú)關(guān)。網(wǎng)段中的后一個(gè) EtherCAT 從站將經(jīng)過(guò)充分處理的報文發(fā)回，這樣該報文就作為一種響應報文由*個(gè)從站返回到主站。

從以太網(wǎng)的角度看，Ether¬CAT 總線(xiàn)網(wǎng)段是一個(gè)可接收和發(fā)送以太網(wǎng)幀的大型以太網(wǎng)設備。但是，該“設備“不包含帶下游微處理器的單個(gè)以太網(wǎng)控制器，而只包含大量的 EtherCAT 從站。與其它任何以太網(wǎng)設備一樣，EtherCAT 不需要通過(guò)交換機就可以建立通訊，因而產(chǎn)生一個(gè)純粹的 EtherCAT 系統。

以太網(wǎng)直達端子模塊

以太網(wǎng)系統直達系統中的每個(gè)設備，即直達每個(gè) I/O 端子模塊；無(wú)需使用子總線(xiàn)。只需將耦合器的傳輸介質(zhì)由雙絞線(xiàn)（100BASE-TX）轉換為 E-bus 總線(xiàn)即可滿(mǎn)足電子端子排的要求。端子排內的 E-bus 信號類(lèi)型（LVDS）并不是的，它還可用于 10 千兆位以太網(wǎng)。在端子排末端，物理總線(xiàn)特性被轉換回 100BASE-TX 標準。

標準以太網(wǎng) MAC 或便宜的標準網(wǎng)卡（NIC）足以作為控制器中的硬件使用。DMA（直接存儲器存?。┯糜趯祿鬏數?PC。這意味著(zhù)網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)對 CPU 性能沒(méi)有影響。在 Beckhoff 多端口卡中運用了相同的原理，它在一個(gè) PCI 插槽中捆綁多 4 個(gè)以太網(wǎng)通道。

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靈活而穩定

Beckhoff 總線(xiàn)端子是一種獨立于現場(chǎng)總線(xiàn)的開(kāi)放式I/O系統，由電子端子排組成。電子端子排的核心是帶現場(chǎng)總線(xiàn)接口的總線(xiàn)耦合器?？偩€(xiàn)耦合器可用于以下總線(xiàn)系統：

• EtherCAT, 實(shí)時(shí)以太網(wǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)；
• Lightbus, 用于快速通訊；
• PROFIBUS DP/FMS 符合 EN 50170 歐洲標準；
• Interbus, 于1987 年進(jìn)入市場(chǎng)；
• CANopen, 用于執行器/傳感器領(lǐng)域的多主站總線(xiàn)；
• DeviceNet, 采用 CAN 技術(shù)的設備總線(xiàn)；
• ControlNet, 標準化現場(chǎng)總線(xiàn)；
• Modbus, 開(kāi)放式現場(chǎng)總線(xiàn)；
• Fipio, WorldFIP 標準現場(chǎng)總線(xiàn)；
• CC-Link, 適用于亞洲市場(chǎng)的現場(chǎng)總線(xiàn)
• SERCOS interface, 來(lái)自驅動(dòng)工程領(lǐng)域的總線(xiàn)；
• RS232/RS485, 較經(jīng)濟的解決方案網(wǎng)絡(luò )；
• Ethernet TCP/IP, 網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)；
• Ethernet/IP, ODVA 的工業(yè)以太網(wǎng)解決方案；
• PROFINET, PROFINET，來(lái)自 PNO 的工業(yè)以太網(wǎng)解決方案;
• USB, 實(shí)驗室用快速接口。

采用主站端子，可以總線(xiàn)端子的形式實(shí)現現場(chǎng)總線(xiàn)功能。這對于在上位系統中集成了子系統的總線(xiàn)系統來(lái)說(shuō)非常有益。這也就意味著(zhù)子系統及上位總線(xiàn)系統僅需一個(gè)系統接口。主站端子可用于以下總線(xiàn)系統

：

• AS-Interface, 用于下位控制級的傳感器/執行器總線(xiàn)；
• EIB, LON, DALI, 用于樓宇自動(dòng)化的通訊標準；

 CU2008
CU2016
CU2208
CU2508
CU2608
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EL1702
EL1712
EL1722

自動(dòng)化標準

T采用 Beckhoff 總線(xiàn)端子后，可把控制柜和安裝端子的端子盒設計得更加經(jīng)濟。通過(guò)采用 4 線(xiàn)制端子系統，各種信號的傳感器和執行機構都可以直接連接，而無(wú)需其它連接系統?，F場(chǎng)設備無(wú)需像以往那樣在控制柜（或端子盒）與控制器之間作點(diǎn)對點(diǎn)的連接，這樣可大大減少控制器的設計成本，節約空間、材料、工程量和資金。

現場(chǎng)設備可以通過(guò) Beckhoff 總線(xiàn)端子系統在產(chǎn)生信號的現場(chǎng)進(jìn)行連接，因此對 Beckhoff 總線(xiàn)端子的安裝和布線(xiàn)就像標準端子排那樣簡(jiǎn)易和緊湊?？偩€(xiàn)端子與控制器之間通過(guò)一個(gè)現場(chǎng)總線(xiàn)耦合器連接。