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什么是POWERLINK?

以太网最初是为办公应用程序设计的,并且具有不确定性(由于 CSMA/CD、延迟、交换机中的排队等)。为了满足工业自动化和过程控制的要求,实时工业以太网的概念被引入市场。POWERLINK是一种基于标准以太网的软件协议,是这些实时工业以太网解决方案中最著名的。通过时隙和轮询程序的组合,确保高速、确定的响应时间。

为什么我应该使用 POWERLINK?

如果您的应用需要高速、确定的响应时间,POWERLINK 是适合您的解决方案。POWERLINK 基于标准以太网,不需要任何特定的专有硬件(ASIC 等)。POWERLINK 以最低的成本将您的应用程序提升到无与伦比的性能水平。

哪些应用程序适合使用 POWERLINK?

POWERLINK 用于所有行业的各种应用,包括音频/视频、汽车、分布式控制系统、能源管理、机械、工业自动化、铁路和海运、机器人、不间断电源、视觉系统等等。

哪些类型的设备可以利用 POWERLINK?

不在设备上放置 POWERLINK 接口的原因只有一个:“如果设备对于以太网端口来说太小”。对于所有其他设备来说,这是有意义的。

使用 POWERLINK 可以获得什么样的性能?

通过 100 ns 的网络抖动,可以实现低至 100 µs 的周期时间。最短周期时间取决于数据量、网络中节点的数量以及它们需要通信的频率。

POWERLINK 是国际标准吗?

是的,POWERLINK 被定义为工业以太网标准 IEC 61158-13 和 IEC 61784-2。POWERLINK是中国最高等级的工业以太网标准(GB/T 27960-2011),因此受到官方机构推荐。

贝加莱如何确保所有POWERLINK设备符合标准?

为了保持 POWERLINK 作为全球标准并确保完全的互操作性,贝加莱定期举办认证活动。

POWERLINK是一项完全开放的技术。这是什么意思?

这意味着POWERLINK技术是全球广泛使用的、独立于任何国家或公司的标准技术。任何人都可以使用和实施 POWERLINK,而无需获得与该技术相关的许可或专利。此外,还可以免费获得开源 POWERLINK 软件堆栈: https://sourceforge.net/projects/openpowerlink/

使用POWERLINK有什么优点?

POWERLINK 为您的工业通信带来高性能和实时功能,同时降低应用程序的设计和运营成本。使用标准化设备配置文件可确保完全的互操作性以及您对 POWERLINK 设备的选择。对于用户和 OEM 而言,POWERLINK 的其他优势包括最高性能、提高生产力和轻松集成,以及与减少停机时间、完全开放的技术和故障排除功能相关的优势。对于组件制造商来说,不需要特定的硬件;这也是进入最大的成熟市场的关键机会。还提供培训和全球支持。

POWERLINK 称为以太网 CANopen。这是什么意思?

POWERLINK 集成了整个 CANopen 机制(对象字典、PDO、SDO 等) POWERLINK 使用的设备配置文件是与 CiA(CAN in Automation)合作定义的,因此与 CANopen 设备配置文件相同。

为什么 POWERLINK 是“集成自动化”概念的理想选择?

“集成自动化”的概念是指现代机械设计,其中所有设备都连接到充当机器主干的网络。由于每种设备类型对主干网都有自己的限制,因此只有灵活且分散的技术才能满足必要的要求。例如,运动和机器人应用通常需要非常低的抖动和短的循环时间,视觉系统导致非实时带宽的高使用率,传感器将使用几个字节的数据和异构循环时间等。

由于具有以下主要功能,POWERLINK 非常适合集成自动化:

  • 直接从站到从站通信(驱动器到驱动器响应时间最快,无需通过主站路由)
  • 多路复用时隙分配(无需以最快的周期时间交换所有数据)
  • 每个周期内的专用异步阶段(大的非实时带宽)
  • 轮询响应链接(大量设备,少量字节)

哪些平台可用于集成 POWERLINK?

由于它是基于软件的协议,因此 POWERLINK 可以集成到市场上任何可用的硬件平台中。

尽管如此,在决定平台时还是需要注意一些事项。例如,对于主实现来说,操作系统起着至关重要的作用。使用在标准 PC 上运行的 Linux 操作系统可以轻松实现低至 250 µs 的周期时间和极低的抖动。相反,对于从机实现,建议使用硬件加速,以确保 POWERLINK 网络中从机设备的响应时间为 960 ns。大多数平台已经提供对此类硬件加速的全面支持。

我在哪里可以获得 POWERLINK 堆栈?

接收堆栈的方式有3种:

  • 技术集成商 Ixxat、Kunbus、Port 和 Softing 除了提供集成服务外,还为多个硬件平台提供堆栈。
  • 赫优讯和 HMS 采取不同的市场策略。他们将包含协议栈的硬件平台作为黑盒出售,并提供各种集成服务。
  • 由于 POWERLINK 是开源软件,因此其源代码可在 SourceForge 代码存储库中找到: https://sourceforge.net/projects/openpowerlink/.在这种情况下,由在线论坛提供支持。

POWERLINK 堆栈支持哪些操作系统?

Normal 0 21 false false false DE ZH-CN X-NONE </xml> POWERLINK 可以在任何操作系统上运行。网络的周期时间和抖动与操作系统本身直接相关。基于Windows的POWERLINK主站可以实现大约10毫秒的循环时间,而基于Linux的POWERLINK主站可以以250微秒的速度运行。

有哪些 POWERLINK 功能可用?

由于 POWERLINK 使用单帧通过网络传输数据,因此网络周期可以轻松适应应用程序的需求。所有功能都相互兼容,并且可以在还包含可能不支持这些功能的设备的网络中使用:

复用: 此功能可以轻松地将高频运动应用和温度控制结合在单个网络中。在每个网络周期中交换定位信息的轴与每第 n 个周期复用的温度传感器相结合。

民意调查响应链: 当您使用 POWERLINK 设计系统时,您不必决定是采用集中式设计还是分布式设计。轮询响应链接使得可以根据时间响应网络中的从站。

多ASnd: 相机广泛应用于移动机械等行业。然而,摄像机在网络上产生大量异步流量。过去,这需要额外的布线来分离实时和非实时数据。借助 POWERLINK,您可以将两种类型的数据组合在一个网络中。MultiASnd 将异步带宽增加到所需的程度。

冗余: 冗余在过程自动化应用以及风能行业中至关重要。工厂或风力涡轮机的故障会导致成本飙升,这凸显了全面减少停机时间的重要性。借助 POWERLINK,您可以选择使停机时间最接近于零的冗余类型,无论是环型冗余、电缆冗余还是主冗余。

我可以使用什么工具来设置 POWERLINK 配置?

设置 POWERLINK 主配置很简单。每个从属组件都有一个关联的 XML 设备描述文件 (XDD)。有多种工程工具可用于配置网络(例如 SourceForge 代码存储库中的 openCONFIGURATOR)。这些工具允许您设置网络并直观地创建相关变量。可以使用 XDD 文件导入和集成第三方产品。

设置和配置网络后,该工具会自动生成 CDC 文件作为 POWERLINK 主配置文件。

如何将我的从站集成到 POWERLINK 网络中?

每个 POWERLINK 从站都附带一个 XML 设备描述文件,其中包含配置从站所需的所有参数和变量信息。导入后,设置和配置将照常完成。

如何排除 POWERLINK 网络故障?

作为 POWERLINK 主站运行的 PLC 通常具有用于报告错误的日志记录机制。检查日志文件中是否有任何引用 POWERLINK 的条目。

POWERLINK 本身还在每个设备上保留错误计数器。计数器对帧错误、CRC 错误、超时等丢失进行计数,并且可以通过 SDO 从相应的对象中读取。

此外,任何标准网络跟踪工具都可用于在网络级别执行诊断。两个最常用的工具是 Wireshark(开源)和 OmniPeak(商业)。您只需将 PC 连接到网络并运行该工具即可诊断流量。您应该通过集线器将 PC 连接到 POWERLINK 网络,并禁用跟踪接口上的所有协议(TCP/IP 等)。对于高精度网络跟踪,建议使用以太网分析硬件。

如何计算 POWERLINK 循环时间?

可能的最短 POWERLINK 周期时间由网络上的节点数量以及每个节点传输的数据量决定。

每个网络都有以下帧:

  • 1x SoC(64 字节)
  • nx PReq/PRes(64-1500 字节)
  • 1x SoA(64 字节)
  • 1x ASnd(300-1500 字节)

传输时间根据网络上的总位数(有效负载字节 * 8 + 64 位标头)计算,由 (位数 * 10 ns) 确定。还必须添加响应时间(所有帧之间最好有 960 ns 的间隙)。

我已经完成了显示非 POWERLINK 帧的网络跟踪。有什么问题吗?

在标准 PC 上,网络接口通常配置为 TCP/IP 网络,以建立与其他 PC 或 Internet 的通信通道(例如,用于 IP 地址请求的 DHCP、用于查找 Windows 共享的 SMB 流量、HTTP 等)。此流量在网络跟踪中可见,并且还可能影响您的 POWERLINK 网络。

因此,应在用于网络跟踪的接口上禁用所有协议。如何执行此操作取决于操作系统。在 Windows 中,您可以禁用网卡适配器设置中的所有协议。

我的网络跟踪显示一些帧的顺序错误,但主机未检测到错误。有什么问题吗?

很有可能是网络追踪有问题。为了获得良好的跟踪,您应该使用通过集线器连接到其他设备的单独 PC,并禁用跟踪接口上的所有协议。对于具有精确时间戳的确定性跟踪,建议使用网络分析工具。

如何查找 POWERLINK 网络中的偶发错误?

第一步,您应该隔离问题并使其可重现。使用网络痕迹的过滤功能将有助于定位和识别错误。使用某些网络工具可以启用触发功能,这有助于在出现偶发错误时跟踪收集。

我的从属设备有一些问题。我可以联系谁?

您的第一个联系人将是您的设备制造商的支持团队。为了有效地获得帮助,请准备从站的设备类型、相应的 XDD 文件、POWERLINK 主站的类型(PLC 类型、操作系统/运行系统版本)、来自设备或主站的任何错误日志等信息,如果可能是指示问题的 Wireshark 跟踪。

我对技术本身有疑问。我可以联系谁?

请联系 POWERLINK 办公室: powerlink.office@br-automation.com

可用的异步带宽是多少?

一个异步帧传输的数据量由异步MTU(最大传输单元)决定。该值可以在Master端的网络配置工具中设置。更改该值可以分配额外的异步带宽以实现更高的吞吐量。此外,您还可以使用“Multiple ASnd”功能,该功能允许更多站点在单个周期内发送异步流量。

静态映射和动态映射有什么区别?

PDO 映射确定哪些数据循环传输至网络或从网络循环传输。如果设备使用静态映射,则映射配置由设备制造商指定,用户无法更改。如果设备使用动态映射,则用户可以根据应用的要求来设置配置。

通常,循环数据很少的设备(例如编码器或传感器)使用静态映射,而具有大量设置的设备(例如驱动器)则使用动态映射。

我的网络编程/配置工具不接受我的设备描述文件 (xdd)。我能做些什么?

您可以使用本网站上的在线 XDD-Check 实用程序验证您的 XDD 文件。如果检查器报告错误,请与提供 XDD 文件的设备制造商联系。如果检查程序找不到任何错误,请与您的配置或编程工具的提供商联系。

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