到目前為止，從事機(jī)械設(shè)計(jì)的工程師們?nèi)匀恍枰獙?duì)付一大堆的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其中可能有用于所有I/O（輸入/輸出）的一個(gè)或兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線、一個(gè)用于所有其他目的的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)。但是，支持所有這些網(wǎng)絡(luò)并不容易。這可能需要不同專業(yè)的人員實(shí)施網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和總線配置，整個(gè)系統(tǒng)要集成來(lái)自不同廠家的各類硬件，編寫(xiě)集成軟件，可能還需要采購(gòu)昂貴的專用設(shè)備和專用線纜。如果一種網(wǎng)絡(luò)能夠做所有這些工作，豈不是一件美事？
為了了解工業(yè)以太網(wǎng)究竟有多快，Beckhoff自動(dòng)化公司推出了基于EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的eXtreme Fast Control（極速控制技術(shù)）系統(tǒng)，它能使整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間快至100 微秒。
這正是工業(yè)以太網(wǎng)的設(shè)計(jì)訴求。由于能夠降低工廠自動(dòng)化成本并且能與企業(yè)IT系統(tǒng)融洽兼容，在未來(lái)的幾年中工業(yè)以太網(wǎng)將具有巨大的增長(zhǎng)勢(shì)頭。ARC 咨詢集團(tuán)高級(jí)分析師Harry Forbes在最近進(jìn)行的一份研究中表明，工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的市場(chǎng)在接下來(lái)的五年中將從2006年的2 億6千萬(wàn)美元上升至近10億美元。
動(dòng)這種增長(zhǎng)的并不僅僅是IT行業(yè)的人們。“工程師們認(rèn)為，如果能夠轉(zhuǎn)移到工業(yè)以太網(wǎng)，他們就可以在工廠里用從當(dāng)?shù)仉娮由痰曛匈?gòu)買的CAT5網(wǎng)線和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接任何東西了，” Bosch Rexroth傳動(dòng)與控制公司技術(shù)副總裁Scott Hibbard說(shuō)，“這確實(shí)是自動(dòng)化一種理想化的前景。”
直到最近，運(yùn)動(dòng)控制還一直不能接受這種觀點(diǎn)。“要把以太網(wǎng)用于運(yùn)動(dòng)控制就必須讓它做從來(lái)沒(méi)有被設(shè)計(jì)要做的事情，” Hibbard說(shuō)。正如當(dāng)初的設(shè)想，以太網(wǎng)不能提供周期時(shí)間、確定性或需要用來(lái)實(shí)時(shí)閉合高性能伺服回路或快速更新復(fù)雜軌跡的服務(wù)質(zhì)量。“Ethernet TCP/IP當(dāng)初并不是用來(lái)讓你進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制的，”安川電機(jī)公司（Yaskawa Electric）電氣工程師、技術(shù)開(kāi)發(fā)總監(jiān)Ed Nicolson博士說(shuō)。
但是，在過(guò)去的七年中，工程師們開(kāi)發(fā)出一些聰明方法可以讓以太網(wǎng)絡(luò)具有實(shí)時(shí)性能，這種實(shí)時(shí)性能不但適用于要求不是很高的I/O應(yīng)用，而且也適用于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制作業(yè)。Forbes預(yù)測(cè)，基于以太網(wǎng)的運(yùn)動(dòng)控制前景非常光明。“即使不是大多數(shù)也會(huì)有很多運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用最終會(huì)轉(zhuǎn)移到工業(yè)以太網(wǎng)上。”
但是首先，工程師們必須從諸多競(jìng)爭(zhēng)的工業(yè)以太網(wǎng)中找出哪個(gè)能夠最好地滿足他們的運(yùn)動(dòng)控制需求。由于宣稱具有實(shí)時(shí)性能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)量眾多，這并不是一件容易的事。目前，在實(shí)時(shí)以太網(wǎng)網(wǎng)站上就羅列了22種。
它們中只有少數(shù)幾種在技術(shù)上處于領(lǐng)先，可以作為開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，有可能在更大的、需要大量運(yùn)動(dòng)控制的自動(dòng)化系統(tǒng)中得以立足。這些技術(shù)包括 ROFINET、SERCOS III、Ethernet TCP/IP、EtherCAT、 ETHERNET Powerlink和Modbus。有些運(yùn)動(dòng)控制專家把其中的Ethernet TCP/IP和Modbus排除在實(shí)時(shí)類網(wǎng)絡(luò)之外，因?yàn)檫@兩種的性能比不上其他的四種。
據(jù)Rockwell Automation公司的運(yùn)動(dòng)控制產(chǎn)品經(jīng)理Matheus Bulho說(shuō)，在北美占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的Ethernet/IP以太網(wǎng)正在通過(guò)增加CIP Sync（CIP，通用工業(yè)協(xié)議）來(lái)加強(qiáng)實(shí)時(shí)性能，CIP Sync是建立在IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)之上的一種網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步協(xié)議。但是，使用CIP Sync的真正產(chǎn)品還未出爐。這些產(chǎn)品出來(lái)后，很多運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用都將會(huì)超越Ethernet TCP/IP的范圍，一家工業(yè)和汽車應(yīng)用硬件與軟件開(kāi)發(fā)商IXXAT公司的總裁Bill Seitz說(shuō)。“為了運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用，你就要把Ethernet TCP/IP和具有CIP Sync的 Ethernet TCP/IP看作是兩種不同的網(wǎng)絡(luò)”，Seitz說(shuō)。Seitz的公司是Rockwell Automation公司的增值設(shè)計(jì)伙伴，他通過(guò)參加公司的多項(xiàng)活動(dòng)已經(jīng)對(duì)Ethernet TCP/IP非常精通。Nicolson也認(rèn)為，對(duì)Ethernet TCP/IP 來(lái)說(shuō) “CIP Sync能夠改變游戲規(guī)則”。“如果沒(méi)有CIP Sync，我認(rèn)為對(duì)于任何比傳送簡(jiǎn)單終端命令更復(fù)雜的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，Ethernet/IP的確定性都是不夠的。”
工業(yè)以太網(wǎng)具有處理不同種類機(jī)械布局的靈活性，包括大型模組化機(jī)械的布局，就像在以上自動(dòng)化概念SERCOS III 網(wǎng)絡(luò)中所表現(xiàn)的一樣。
讓工業(yè)以太網(wǎng)變得更令人費(fèi)解的是圍繞各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)天花亂墜的宣傳說(shuō)辭。每種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)競(jìng)爭(zhēng)廠商的支持者們都一直致力于大量的“規(guī)格把戲”，他們運(yùn)用各種手段試圖從同行中脫穎而出。多數(shù)的手段都是諸如“我的周期時(shí)間比你的周期時(shí)間快”之類，或者是“我的網(wǎng)絡(luò)確定性比你的網(wǎng)絡(luò)確定性高。”
重要的不只是最好的周期時(shí)間，還要考慮你所應(yīng)用一定的軸數(shù)量時(shí)能得到的周期時(shí)間。舉例來(lái)說(shuō)，在這里就是周期時(shí)間和SERCOS III中可能出現(xiàn)的驅(qū)動(dòng)器數(shù)量之間的關(guān)系。
很明顯，周期時(shí)間和確定性在運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中非常重要，但是，單有這些規(guī)格并不能告訴你哪種網(wǎng)絡(luò)最適合于你的應(yīng)用。原因是：
速度限制
當(dāng)說(shuō)到每種網(wǎng)絡(luò)的周期時(shí)間或者說(shuō)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通訊所需要的時(shí)間時(shí)，大家很容易想到的是越快越好。但實(shí)際情況是，在所有幾種現(xiàn)實(shí)世界的運(yùn)動(dòng)控制需求中，以上四種網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有哪一個(gè)能夠宣稱具有真正的周期時(shí)間優(yōu)勢(shì)。“目前市面上所有確定性以太網(wǎng)途徑都能夠?yàn)榇罅康倪\(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用提供足夠的使用性能，”Seitz說(shuō)。
在注塑中，周期時(shí)間至關(guān)重要
在運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中通訊總線的周期時(shí)間的確很重要，“當(dāng)你試圖控制一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)時(shí)存在一個(gè)效益遞減點(diǎn)，” Husky注塑系統(tǒng)有限公司技術(shù)總監(jiān) Chris Choi說(shuō)。對(duì)這些他應(yīng)該比較清楚。他的公司建造了一些世界上最快的注塑機(jī)械，其應(yīng)用包括了預(yù)制瓶的高速生產(chǎn)和薄壁包裝。
Choi和本文中提到的其他幾位運(yùn)動(dòng)控制專家一樣，他們都認(rèn)為，考慮到工業(yè)機(jī)械中大多數(shù)執(zhí)行器和機(jī)械部件的動(dòng)力反應(yīng)情況，各種實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)微小的周期時(shí)間差異并不算什么。“像慣性一類的因素通常比機(jī)械系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)總線的周期時(shí)間更具有限制性，”他說(shuō)。
Choi和本文中提到的其他幾位運(yùn)動(dòng)控制專家一樣，他們都認(rèn)為，考慮到工業(yè)機(jī)械中大多數(shù)執(zhí)行器和機(jī)械部件的動(dòng)力反應(yīng)情況，各種實(shí)時(shí)工業(yè)以太網(wǎng)微小的周期時(shí)間差異并不算什么。“像慣性一類的因素通常比機(jī)械系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)總線的周期時(shí)間更具有限制性，”他說(shuō)。
但他馬上又補(bǔ)充說(shuō)，在高速注塑的應(yīng)用中，即使看似微小的周期時(shí)間也能造成很大的差異。Husky公司對(duì)機(jī)械控制的目標(biāo)不僅是控制機(jī)器的機(jī)械元件的執(zhí)行，還要控制注塑過(guò)程。要做到這點(diǎn)，Husky的控制算法就必須從機(jī)器的表現(xiàn)中推斷塑料熔體的狀態(tài)，即溫度、壓力、剪切狀態(tài)等。“當(dāng)你控制這樣一個(gè)快速過(guò)程時(shí)，每一微秒都很關(guān)鍵。”他說(shuō)。
所以，當(dāng)Husky公司開(kāi)始為其高速制瓶和包裝機(jī)械建立一個(gè)新的控制架構(gòu)時(shí)，Choi選用了EtherCAT作為新的通訊總線。Choi介紹說(shuō) “我們現(xiàn)在正在安裝EtherCAT，利用EtherCAT，Husky就能夠在過(guò)程控制系統(tǒng)中看到快如100微秒的反應(yīng)時(shí)間。”Husky選用 EtherCAT并不只是為了網(wǎng)絡(luò)通訊的速度，還因?yàn)樗茉诓皇褂媒粨Q機(jī)或其他會(huì)增加總體反應(yīng)時(shí)間硬件的情況下快速處理其獨(dú)有的數(shù)據(jù)包。從采用 EtherCAT減少響應(yīng)時(shí)間的結(jié)果來(lái)看，僅節(jié)約材料一項(xiàng)，每年每臺(tái)機(jī)器即可節(jié)省182000美元的成本。
就一般機(jī)械應(yīng)用所需要的反應(yīng)時(shí)間來(lái)看，所有1毫秒和低于1毫秒的快速網(wǎng)絡(luò)所具有的性能都足夠滿足需求。西門子公司SIMOTION產(chǎn)品經(jīng)理 Zuri Evans說(shuō)，注塑機(jī)械的液壓軸所需的反應(yīng)時(shí)間一般在250微妙和1毫秒之間，印刷機(jī)械軸的反應(yīng)時(shí)間通常需要3毫秒。他說(shuō)，封裝加工機(jī)械（converting machine）反應(yīng)時(shí)間在2到6毫秒之間，包裝設(shè)備在2到4毫秒之間。“PROFINET的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)這些需求，”他說(shuō)。
其他三種最快的網(wǎng)絡(luò)也是這樣。不要忘了，最快網(wǎng)絡(luò)的周期時(shí)間之間的差異也就幾微秒。如此小的時(shí)間差別在現(xiàn)實(shí)世界的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中很少起作用，因?yàn)闄C(jī)械器件的動(dòng)力和很多工業(yè)機(jī)械的頻率反應(yīng)對(duì)速度的限制要比網(wǎng)絡(luò)周期時(shí)間對(duì)速度的限制大得多。Nicolson說(shuō)：“在沒(méi)有注意到以太網(wǎng)周期時(shí)間幾微妙的差異之前，你早就會(huì)遇到機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力問(wèn)題了，工程師們需要反問(wèn)一下自己，他們真正需要的是哪種周期時(shí)間。”
工業(yè)以太網(wǎng)正在開(kāi)發(fā)新的控制性能。比如，當(dāng)B&R工業(yè)自動(dòng)化公司在通用目的運(yùn)動(dòng)控制器中增加機(jī)器人技術(shù)和CNC功能時(shí)，他們就采用了ETHERNETPowerlink 作為通訊總線。
有這種看法的不止Nicolson一個(gè)人。“請(qǐng)記住，實(shí)時(shí)只是一個(gè)相對(duì)概念，” Galil 運(yùn)動(dòng)控制公司總裁、前任技術(shù)總監(jiān)Wayne Baron說(shuō)。“這完全取決于應(yīng)用的實(shí)際需要。”
獲取確定性
抖動(dòng)（jitter），或者說(shuō)網(wǎng)絡(luò)以精準(zhǔn)時(shí)間進(jìn)行通訊的能力，是網(wǎng)絡(luò)確定性的一種標(biāo)志；四種主要具有運(yùn)動(dòng)控制性能的網(wǎng)絡(luò)都可以提供抖動(dòng)值低于1微秒的合適性能，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，抖動(dòng)與周期時(shí)間的情況是一樣的。“在大多數(shù)的應(yīng)用中，一點(diǎn)抖動(dòng)對(duì)你不會(huì)有什么危害，”Baron說(shuō)。“你可以很容易通過(guò)軟件來(lái)處理它。”
真正能夠區(qū)分各種實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的是它們提供確定性的方式。Bosch Rexroth公司同時(shí)兼任監(jiān)督SERCOS III標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)委員的 Hibbard指出，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)內(nèi)部確定性的缺乏程度存在一種技術(shù)反應(yīng)圖譜，通過(guò)該圖譜通常可以追蹤到原始以太網(wǎng)的震動(dòng)檢測(cè)機(jī)制和其偶爾意外延緩數(shù)據(jù)包發(fā)送的趨勢(shì)。
工業(yè)以太網(wǎng)的硬件發(fā)展
因?yàn)楣I(yè)以太網(wǎng)在未來(lái)的幾年中具有快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，供應(yīng)商們已經(jīng)開(kāi)始推出交換機(jī)和為實(shí)時(shí)控制應(yīng)用定制的以太網(wǎng)適用控制器。
最近，Rockwell Automation公司在這一方面邁出了一大步。該公司近期展出的一系列管理型和非管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，其中包括整合了思科系統(tǒng)公司（Cisco Systems Inc.）Catalyst交換機(jī)架構(gòu)的模型。模組和嵌入式版本中的管理型交換機(jī)具有對(duì) Ethernet/IP高性能的運(yùn)動(dòng)應(yīng)用證實(shí)有用的特征。這些特征包括IEEE-1588標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間同步和為提高服務(wù)質(zhì)量（QoS）進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)通 訊的優(yōu)先次序排列。這些新型交換機(jī)將會(huì)允許來(lái)自Rockwell Automation集成架構(gòu)內(nèi)部的設(shè)置和診斷。Rockwell Automation公司計(jì)劃從2008年中開(kāi)始推出這些新型交換機(jī)。
另外一個(gè)實(shí)時(shí)應(yīng)用硬件的最新發(fā)展來(lái)自于Innovasic半導(dǎo)體公司，該公司為實(shí)時(shí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)出一種具有內(nèi)置性能的32位微控制器。這些 fido（fido指“靈活輸入，確定輸出”）微處理器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，它們把大多實(shí)時(shí)功能置入芯片中而不是依靠RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）軟件。“我們稱之為‘芯片中的RTOS核心’”，Innovasic公司的研發(fā)總監(jiān)Dave Alsup說(shuō)。建立在一套五個(gè)“硬件關(guān)聯(lián)” （hardware contexts）之上的RTOS核心就像獨(dú)立的真實(shí)CPU一樣，可以進(jìn)行諸如定時(shí)、優(yōu)先控制、記憶體保護(hù)和計(jì)時(shí)控制等實(shí)時(shí)操作。
結(jié)果是“即使在優(yōu)先度較低的通訊中”也能獲得低抖動(dòng)和確定性效果，Innovasic公司的首席執(zhí)行官、電氣工程師 Keith Prettyjohns博士說(shuō)。他所說(shuō)的是最近在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。在這次實(shí)驗(yàn)中，Schneider電氣公司的工程師們分別在一個(gè) fido 1100微處理器和一個(gè)基于ARM9的處理器上處理了一個(gè)高優(yōu)先級(jí)的Modbus/TCP應(yīng)用和背景以太網(wǎng)通訊。根據(jù)該項(xiàng)研究，fido 1100微處理器實(shí)現(xiàn)了最差反應(yīng)時(shí)間為1.1毫秒和最差抖動(dòng)值為130微妙的目標(biāo)，而基于ARM9控制器的最差反應(yīng)時(shí)間為1.8毫秒，最差抖動(dòng)值為760微妙。盡管fido的時(shí)鐘速度較慢，只有66MHz，而ARM9是133MHz；結(jié)果fido還是勝出。
Alsup說(shuō)，fido微處理器還具有其他對(duì)控制應(yīng)用證實(shí)有用的特征。一個(gè)特征是具有確定性的高速緩存存儲(chǔ)器。它能夠?yàn)橐恍┬枰焖賵?zhí)行的編碼提供永久的存儲(chǔ)空間，從而消除與緩存丟失相關(guān)的抖動(dòng)。還有一個(gè)特征是具有以四個(gè)通用I/O控制器（UIC）為表現(xiàn)形式的可編程I/O性能。四個(gè)控制器中的每一個(gè)都可以進(jìn)行編程用以支持大量的I/O協(xié)議。
圖譜的一端是各種試圖使標(biāo)準(zhǔn)未修改以太網(wǎng)和TCP/IP運(yùn)用IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步并使其具有確定性表現(xiàn)的方法途徑。這與Ethernet TCP/IP采用的置入“CIP Sync”方法差不多。
Hibbard把圖譜的另一端描述為“焦土”方法。“你要把舊以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)打破扯爛，直到剩下一些銅片片和連接器為止，”他開(kāi)玩笑說(shuō)。他把只是利用了以太網(wǎng)物理層面的自主運(yùn)動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)歸入了這一類。
像SERCOS III、PROFINET IRT、EtherCAT和ETHERNET Powerlink一樣的開(kāi)放確定性網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)則處于圖譜的中間位置，它們利用的是以太網(wǎng)硬件、軟件棧或兩者同時(shí)利用來(lái)對(duì)確定性通訊進(jìn)行優(yōu)先次序排列并把它們從對(duì)時(shí)間不太敏感的網(wǎng)絡(luò)通訊中區(qū)分出來(lái)。“它們都有相當(dāng)好的確定性，”Hibbard說(shuō)。“真正的問(wèn)題是，它們是如何獲得這樣的確定性的。那才是需要討論的地方。” 西門子公司的網(wǎng)絡(luò)專家 Jeremy Bryant也同意以上看法。“保持確定性的不同方法會(huì)帶來(lái)運(yùn)動(dòng)控制以外不同的重要結(jié)果。”
這些結(jié)果包括了系統(tǒng)成本，因?yàn)椴煌N類的網(wǎng)絡(luò)在需要實(shí)現(xiàn)確定性的硬件數(shù)量上有著本質(zhì)區(qū)別。根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)類別，硬件的范圍可以從現(xiàn)成的或嵌入式以太網(wǎng)交換機(jī)到客戶定制交換機(jī)再到特定的ASIC（專用集成電路）甚至FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）。各種工業(yè)以太網(wǎng)的支持者們都被糾纏于哪種網(wǎng)絡(luò)成本效率最高的激烈爭(zhēng)論中。但從IXXAT公司Seitz的估計(jì)來(lái)看，根據(jù)實(shí)現(xiàn)確定性所需要的專用硬件數(shù)量和應(yīng)用開(kāi)發(fā)情況，各種工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要的成本在30美元到50美元之間。
XFC極速控制技術(shù)
德國(guó)倍福提出的基于EtherCAT的最新技術(shù)——XFC技術(shù)（eXtreme Fast Control Technology，極速控制技術(shù)）代表著一種速度極快且時(shí)間確定性極高的控制技術(shù)。它包括控制領(lǐng)域所涉及的所有硬件和軟件組件：優(yōu)化的輸入輸出組件，可高精度檢測(cè)信號(hào)或使任務(wù)初始化；超高速EtherCAT通訊網(wǎng)絡(luò)；高性能工業(yè)PC；整合所有系統(tǒng)組件的TwinCAT自動(dòng)化軟件。采用XFC技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)I/O響應(yīng)時(shí)間 ≤100 ms。
過(guò)去，控制周期時(shí)間一般都在10-20 ms左右，但通訊接口無(wú)約束地運(yùn)行，其確定性誤差會(huì)影響與之相關(guān)聯(lián)的過(guò)程信號(hào)響應(yīng)。隨著高性能工業(yè)PC控制器的實(shí)用性技術(shù)迅猛發(fā)展，周期時(shí)間可降至1-2 ms，幾乎縮減了10倍。因此，很多特殊的控制回路被轉(zhuǎn)移到中央設(shè)備控制器中處理，既節(jié)省了成本，同時(shí)也極大地提高了智能化算法應(yīng)用的靈活性。
XFC則可以使響應(yīng)時(shí)間（響應(yīng)時(shí)間包括所有硬件的處理時(shí)間，涵蓋了從物理輸入觸發(fā)到輸出響應(yīng)的整個(gè)過(guò)程）再縮減10倍，即周期時(shí)間達(dá)到100ms，而不會(huì)對(duì)中央智能化和相關(guān)的高性能算法產(chǎn)生任何影響。此外，還可以提高時(shí)間精度和分辨率。
用戶完全可以從提高設(shè)備品質(zhì)及縮小響應(yīng)時(shí)間的全新選擇中獲益。例如，性維護(hù)測(cè)試任務(wù)，空閑時(shí)間監(jiān)視或部件質(zhì)量文件歸檔等功能都可被輕松地集成到設(shè)備控制中去，而無(wú)需再附加昂貴的專用設(shè)備。
如何實(shí)現(xiàn)確定性的另外一個(gè)重要結(jié)果與以太網(wǎng)處理非運(yùn)動(dòng)性應(yīng)用的控制網(wǎng)絡(luò)能力有關(guān)，這也是首先向工業(yè)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)移的主要好處之一。“實(shí)施基于以太網(wǎng)且有足夠能力處理運(yùn)動(dòng)需求同時(shí)對(duì)所有其他網(wǎng)絡(luò)需求來(lái)說(shuō)又足夠靈活的解決方案勢(shì)在必行，”Bryant說(shuō)。他所說(shuō)的其他需求可能包括用于機(jī)械控制的I/O、診斷數(shù)據(jù)、用于數(shù)據(jù)采集的OPC（用于過(guò)程控制的OLE）、HMI（人機(jī)界面）連通性、安全性等。
為了傳送所有這些數(shù)據(jù)，所有實(shí)時(shí)確定性網(wǎng)絡(luò)都要接入同樣100 Mbit/s的帶寬（100baseT）。“但是我們多少都能有效地運(yùn)用那些帶寬，” 設(shè)計(jì)ETHERNET Powerlink 的B&R工業(yè)自動(dòng)化公司的副總裁Helmut Kirnstoetter說(shuō)。這個(gè)使用效率現(xiàn)在仍然能激起關(guān)于最佳帶寬和數(shù)據(jù)包處理的激烈爭(zhēng)論，它能影響到一個(gè)系統(tǒng)可以處理節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和為同一網(wǎng)絡(luò)中其他應(yīng)用所留的帶寬量。
“最后，工程師們必須問(wèn)問(wèn)自己‘我需要什么樣的周期時(shí)間、我有多少節(jié)點(diǎn)、要達(dá)到目的我需要什么樣的硬件，’” Kirnstoetter說(shuō)。能夠準(zhǔn)確回答這三個(gè)問(wèn)題，你就有可能從各種網(wǎng)絡(luò)中做出正確選擇了。
