研究/技术比较

研究

比较:Sercos 和 Ethercat

  乍一看,Sercos Ethercat 有几个共同特点。这两种工业以太网自动化总线都使用了以太网 IEEE 802.3 作为传输介质和协议。两者都使用能够高效地利用带宽的汇总帧格式,并且两者都在节点吞吐过程中处理实时协议(on-the-fly 飞处理),以尽量减少运行时间。由于这些特点,Sercos Ethercat 成为最快的工业以太网总线。

  然而,仔细分析两种解决方案,表明两者存在一定的显著差异。

  与 Ethercat 不同,Sercos 支持直接交叉通信,这使得任何 Sercos 总线设备之间的实时数据交换都可以在一个通信周期内完成,包括---。从站到从站的通信对于分散控制架构来说非常重要,例如:那些将某个伺服驱动器用作虚拟主机并且其它驱动器必须紧紧跟随它的应用。使用 EtherCAT 技术,直接交叉通信是不可能适用于所有连接的从站设备的,因为它仅仅在一个传输方向处理报文帧。因此,通常由主站来收集、处理和转发从站到从站的通信数据,这需要额外的处理时间。

  此外,使用 Sercos,任何其它以太网协议都可以通过相同的网络基础设施传输,而不影响实时通信,也无需挖隧道。因此,可以将任何以太网设备直接连接到 Sercos 网络,而无需额外的硬件。使用 Ethercat,来自其它以太网设备的协议被打包到隧道里面。然而,这就要求 EtherCAT 系统已经被初始化并运行(EOE =Ethernet-over-Ethercat,即:以太网依附于 EtherCAT)。需要额外的逻辑来组装和拆卸这些被放入隧道的以太网帧。

  如果 Sercos 实时通信没有运行,一个标准的以太网设备(如:笔记本电脑)仍然可以访问系统中的每个节点,进行数据交换、设置和故障排除。这个特征也是混合网络设施的基础,它允许 SercosEtherNet/IP TCP/IP 设备在一个共同的网络中并存。

  另一个区别是所使用同步过程。使用 Sercos,不需要额外的同步处理,因为全网范围内的同步已经直接从循环实时协议推导出来了。使用 Ethercat,采用了基于分布式时钟的时间同步。然而,分布式时钟的同步需要一个时间同步协议,它会减少用户数据的带宽。

    Ethercat 使用了 CANopen 的设备行规,例如:用于驱动器的 DS402 行规。或者,也可以使用 Sercos 驱动行规(SoE)。乍一看,这似乎是一个优势。然而,由于其控制器必须处理不同的驱动行规,这就增加了复杂性,并且降低了互操作性水平。Sercos 始终依赖于其自己的设备行规(例如:用于驱动器、I/O、编码器的行规),以便实现来自不同制造商的设备的最大程度的互操作性。 

  为了传输面向安全的数据,Sercos 使用了 CIP 安全协议,该协议也用于 EtherNet/IP DeviceNetEthercat 使用它自己的安全协议,称为 FSoE (Fail-Safe-over-Ethercat,基于 Ethercat 的故障安全)

  除了技术上的差异之外,对于使用各自技术的权利也有不同的规定。尽管这两种实时以太网解决方案都符合 IEC 61784/61158 国际标准,但这些技术的授权方式不尽相同。Sercos 技术的权利由 Sercos 国际用户组织拥有,该非营利组织自1990年以来一直负责 Sercos 技术的开发、标准化和市场营销。任何公司都可以自由实施一个 Sercos 系统,没有任何一家公司该项控制技术。Sercos 具有付费的会员资格,以维持这个独立于供应商的组织的运营。然而,不需要会员资格来实施或使用 Sercos 技术。

  相比之下,Ethercat 的所有权利均由 Beckhoff 公司拥有。Ethercat 技术组是一个非注册的协会,它不具备拥有 Ethercat 技术的权利。该组的成员是免费的,但是为了获得技术规范是要强制入会的。这是 Ethercat 技术组拥有大量成员的主要原因。

    Ethercat 用于广泛的应用领域,其中大多数都具有低性能要求。这是 Ethercat 目前拥有比 Sercos 更大的市场份额的主要原因。Sercos 专注于高生产率机器和苛求的自动化应用。

在会员专区阅读完整的研究报告(仅德文版)。

在会员专区阅读完整的研究报告(仅德文版)