Ethernet能夠滿足真正的實時要求嗎？當一年前Ethernet Powerlink出現的時候，我們終于可以回答“是”。從它第一次公諸于世至今，這一系統已經在大量的應用中得到了檢驗。
從自動化領域引入Ethernet至今，人們已經從當初一廂情愿的自我感覺良好到如今切切實實的接近了最終目標。由于TCP／IP或者UDP／IP等這些通用標準在實時條件下還沒有得到廣泛的應用，因此我們有更多的成果值得期待。在最近的試驗中，有一些結論更加明確了：在實時應用中采用TCP／IP或UDP／IP需要利用交換機構建一個無沖突的網絡。
這樣，整個網絡分成了按交換機劃分的多個網段，并按“沖突域” 分配。
這些網段類似于點對點的連接，通過雙向連接避免了沖突，因而滿足了網絡中構建確定性通信關系的需要。在許多應用中，以這種方式實現的實時條件仍然不夠。由交換機引起的等待時間太長并且交換機軟件帶來了太多的時滯。而且，處理通訊連接的協議運行時間也太長了。
為了防止問題的出現并實現以太網真正的實時性能，必須采用一種完全不同的方法：利用確定的、預先定義了通信關系的堆棧實現TCP／IP或UDP/IP。利用預先定義的時間片段進行數據傳輸是針對這類應用的比較實際的解決方法。在Ethernet Powerlink中，我們稱其為分時通信網絡管理。
實時以太網方案
該方法基于標準快速以太網（100Mbps），并在應用中可以實現400ms甚至更低的循環時間。經過驗證，網絡時滯小于1ms。只有HUB集線器才能滿足這樣的實時需求，交換機是不適用的。
不同的應用對高速網絡有不同的需求。客戶更為關心的是循環時間的優化、精確度的提高或者更大的設備靈活性。在滿足這些需求的時候，簡單安裝一個與I/O網絡并行的驅動網絡已經遠遠不夠了。由于運動的復雜性不斷變化（例如包裝機械、注塑機械等等），高速切割加工和組合運動都要求在同一個網絡中以同樣的性能等級傳輸I/O，并與運動和PLC程序完全同步，這一點正在日益變得重要。
應用的需求
在一個有著大量驅動的網絡中集成數字量和模擬量I/O相對來說比較困難，Ethernet Powerlink的原理則完全不同：Powerlink是專為完整的自動化系統配置設計的，它包含了I/O、驅動、顯示和PLC組件。
因此，過程參數或凸輪仿形可載入過程數據直接傳輸至PLC而不會影響循環通信。當設備以400ms周期運行時，非循環通信也可以實現。例如，這可用于程序下載，追跡上載（用于診斷）以及如顯示任務等其他透明通信。采用Powerlink，快速以太網100Mbps的帶寬可以充分得到利用。
Ethernet Powerlink的優勢在19軸的新一代包裝機械中得到了充分體現。這些系統在循環周期為800ms的網絡中運行。由于工藝的需要，在有著多層嵌套關系的所有軸之間要求有復雜的連接。這表示從動軸也是其他部分的主動軸。在19軸的設備中，至少有5個軸有著主動軸的功能。除了這些物理軸以外，為了優化運動控制，系統內還添加了虛擬軸。所有這些過程都是動態的。整個過程在操作中根據當前工藝參數不斷的調試：
—在400ms時間內，直接調節驅動上的鼓序列發生器。
—根據當前產品質量迅速調節加工時間。
由于貝加萊（B&R）Acopos驅動的智能性能夠保證足夠的伸縮性，在設備需要極高速運動控制時無需添加PLC或在工控機中添加軟PLC，因此也就不會增加系統的體積。
即便使用非常小的控制器，利用驅動中真正的分布式智能化的原理也能創建擴展應用。而Ethernet Powerlink所提供的高性能網絡和獨立的網絡機制是一個基本的前提。通信并不通過主站，相反驅動之間直接通過廣播服務通信。這是一個非常關鍵的特點，因為它避免了不必要的網絡通信循環并最終提高了設備運行效率。
另一項應用表明：19個站并不是全部的能力：在2ms范圍內，50個軸，多個其他的周期性I/O站的連接也能夠做到彼此同步。采用Ethernet Powerlink 就能夠實現這樣的優化任務。
產品必須滿足所有要求
滿足所有的要求需要有多個產品。在過去的一年里，貝加萊（B&R）在與Powerlink相關的領域進行了大量的開發工作。
首先推出的是可將數字量和模擬量I/O接入網絡的總線控制器。B&R 2003系列已經有兩種總線控制器，其中一個帶RJ45接頭，另一個則集成了4口HUB。更高性能的B&R2005系列也開發了一個集成2口HUB的總線控制器。因此，上述兩個系列產品均可以實現Ethernet Powerlink連接。
同時，貝加萊（B&R）也推出了集成2口HUB的接口模塊，專用于連接Acopos伺服驅動。
現在，在將PLC CPU連入Powerlink網絡時，有多種模塊可以選擇：2003，2005，以及PowerPanel（集成了PLC和顯示界面的設備），均有可連接Powerlink的標準接口模塊。對于基于Intel的高性能系統還有兩種PCI 模塊：Powerlink＋RS232和Powerlink＋CAN。
IPC可使用PCI卡與Ethernet Powerlink通信。除了RJ45接口可增加一個Powerlink接口以外，還增加了一個CAN接口。
Ethernet Powerlink可用于貝加萊（B&R）所有的產品系列，因此也適用于所有應用實踐。
未來的開發
迄今為止，Ethernet Powerlink還只是貝加萊獨有的開發產品。現實的需求是持續投入的動力。來自各方面的強烈反饋證明了這一決定的正確。而為了進一步的開發而公開技術文檔的工作也正在進行。
可以說，Ethernet Powerlink已經能夠作為完整的方案，去滿足自動化任務的需求，并提供了在未來進一步提升性能的潛力。
