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BECKHOFF中國

更新時間:2019-04-08

簡要描述:

BECKHOFF中國:德國倍福自動化有限公司(Beckhoff)的總部位于德國威爾市。公司始終以基于PC的自動化新技術作為發展理念,所生産的工業PC、現場總線模塊、驅動産品和TwinCAT自動化軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統,可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。

BECKHOFF中國

目前,通常用電纜線将 I/O 信号傳送到分布式現場總線設備或控制器上進行集中控制。而從市場上采購到的來自不同廠家的現場總線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似功能的一整套設備。這種昂貴的信号采集方法一方面會增加材料、安裝、規劃和文件制作等方面的成本,并且在後期改造或系統擴展方面也會增加投入,而且還會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時能力的以太網方案: 例如,通過較高級的協議層禁止 CSMA/CD 存取過程,并使用時間分片或輪詢技術來取代它。其它方案使用專用交換機,并采用精确的時間控制方式分配以太網報文。盡管這些解決方案能夠比較快和準确地将數據包傳送到所連接的以太網節點,但帶寬的利用率卻很低,特别是對于典型的自動化設備,因為即使是對于非常小的數據量,也必須要發送一個完整的以太網幀。而且,重新定向到輸出或驅動控制器以及讀取輸入數據所需的時間主要取決于執行方式。通常也需要使用一條子總線,特别是在模塊化 I/O 系統中,這些系統與 Beckhoff K-bus 一樣,通過同步子總線系統加快傳輸速度,盡管如此,這樣的同步還是無法避免通訊總線傳輸的延遲。

通過采用 EtherCAT 技術,Beckhoff 突破了其它以太網解決方案的這些系統限制: 不必再像從前那樣在每個連接點接收以太網數據包,然後進行解碼并複制過程數據。當幀通過每一個設備(直達 I/O 端子模塊)時,EtherCAT 從站控制器讀取與該設備相關的數據。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)過去的時候,從站會識别出相關命令,并進行相應處理。此過程是在從站控制器中通過硬件實現的,因此與協議堆棧軟件的 Run-Time 系統或處理器性能無關。網段中的最後一個 EtherCAT 從站将經過充分處理的報文發回,這樣該報文就作為一種響應報文由第一個從站返回到主站。

從以太網的角度看,Ether¬CAT 總線網段是一個可接收和發送以太網幀的大型以太網設備。但是,該“設備“不包含帶下遊微處理器的單個以太網控制器,而隻包含大量的 EtherCAT 從站。與其它任何以太網設備一樣,EtherCAT 不需要通過交換機就可以建立通訊,因而産生一個純粹的 EtherCAT 系統。

 

以太網直達端子模塊

以太網系統直達系統中的每個設備,即直達每個 I/O 端子模塊;無需使用子總線。隻需将耦合器的傳輸介質由雙絞線(100BASE-TX)轉換為 E-bus 總線即可滿足電子端子排的要求。端子排内的 E-bus 信号類型(LVDS)并不是專用的,它還可用于 10 千兆位以太網。在端子排末端,物理總線特性被轉換回 100BASE-TX 标準。

标準以太網 MAC 或便宜的标準網卡(NIC)足以作為控制器中的硬件使用。DMA(直接存儲器存取)用于将數據傳輸到 PC。這意味着網絡訪問對 CPU 性能沒有影響。在 Beckhoff 多端口卡中運用了相同的原理,它在一個 PCI 插槽中捆綁最多 4 個以太網通道。

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靈活而穩定

Beckhoff 總線端子是一種獨立于現場總線的開放式I/O系統,由電子端子排組成。電子端子排的核心是帶現場總線接口的總線耦合器。總線耦合器可用于以下總線系統:

  • EtherCAT, 實時以太網現場總線;
  • Lightbus, 用于快速通訊;
  • PROFIBUS DP/FMS 符合 EN 50170 歐洲标準;
  • Interbus, 于1987 年進入市場;
  • CANopen, 用于執行器/傳感器領域的多主站總線;
  • DeviceNet, 采用 CAN 技術的設備總線;
  • ControlNet, 标準化現場總線;
  • Modbus, 開放式現場總線;
  • Fipio, WorldFIP 标準現場總線;
  • CC-Link, 适用于亞洲市場的現場總線
  • SERCOS interface, 來自驅動工程領域的總線;
  • RS232/RS485, 最經濟的解決方案網絡;
  • Ethernet TCP/IP, 網絡總線;
  • Ethernet/IP, ODVA 的工業以太網解決方案;
  • PROFINET, PROFINET,來自 PNO 的工業以太網解決方案;
  • USB, 實驗室用快速接口。

采用主站端子,可以總線端子的形式實現現場總線功能。這對于在上位系統中集成了子系統的總線系統來說非常有益。這也就意味着子系統及上位總線系統僅需一個系統接口。主站端子可用于以下總線系統

  • AS-Interface, 用于下位控制級的傳感器/執行器總線;
  • EIB, LON, DALI, 用于樓宇自動化的通訊标準;

 CU2008
CU2016
CU2208
CU2508
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自動化标準

T采用 Beckhoff 總線端子後,可把控制櫃和安裝端子的端子盒設計得更加經濟。通過采用 4 線制端子系統,各種信号的傳感器和執行機構都可以直接連接,而無需其它連接系統。現場設備無需像以往那樣在控制櫃(或端子盒)與控制器之間作點對點的連接,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。

現場設備可以通過 Beckhoff 總線端子系統在産生信号的現場進行連接,因此對 Beckhoff 總線端子的安裝和布線就像标準端子排那樣簡易和緊湊。總線端子與控制器之間通過一個現場總線耦合器連接。

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