基于以太网器件的高性能工业现场总线FED

胡 星 郇 极 刘 喆

(北京航空航天大学 机械工程及自动化学院，北京100191)

近年来基于以太网的工业现场总线已经成为工业控制设备现场总线的发展方向.国际电工委员会IEC于2007年颁布了10种基于以太网的现场总线标准，如 EtherCAT，PROFINET，SERCOSⅢ等［1］.这些总线具有丰富的控制功能，能够覆盖从小规模自动化设备到超大规模自动化车间和工厂的应用需求.但是它们的技术使用难度较大，需要开发大量的驱动程序而且配置过程非常复杂.在工业自动化领域中，用于设备控制的现场总线占有很大的应用需求比例.例如:数控机床中数控系统与伺服装置的通信，工业机器人控制系统与伺服装置的通信，它们通常要求很高的通信速度和很高的通信可靠性，但是不要求很复杂的可配置性.适用于大规模车间和工厂的现场总线对于这些应用来说过于复杂，这类应用需要开发一种配置简便、低成本、高可靠性的现场总线.以太网在计算机网络领域中获得了广泛应用，强大的市场需求使其核心物理层器件得以大规模生产，在性能和成本方面显示出极大的优越性.因此本文提出一种基于以太网器件的工业现场总线FED(Fieldbus based on Ethernet Devices).FED 主要面向工业自动化设备，使用便捷无需复杂驱动程序，自动完成网络的建立和通信的准备工作，能在底层网络透明的情况下实现高速实时通信.

1 FED结构和工作原理

工业以太网通常将ISO/OSI定义的标准7层通信模型简化为3层模型，分别为物理层、数……