IEEE 1588的同步機製
　　一種最有前途的實時以太網解決方案是IEEE 1588標準精確時間協議（Standard Precision Time Protocol，PTP），它ta定ding義yi了le一yi種zhong方fang法fa，用yong於yu對dui標biao準zhun以yi太tai網wang或huo其qi他ta采cai用yong商shang用yong技ji術shu的de分fen布bu式shi應ying用yong中zhong的de傳chuan感gan器qi執zhi行xing器qi以yi及ji其qi他ta終zhong端duan設she備bei中zhong的de時shi鍾zhong進jin行xing亞ya微wei秒miao級ji同tong步bu。IEEE 1588最初由Agilent Laboratories（安捷倫實驗室）（Palo Alto
， CA）的John Eidson開發
，並於2002年11月得到IEEE批準。

IEEE 1588的基本功能是用作對網絡上其他所有設備進行同步的一種最精確時鍾，Hirschmann Electronics 工業以太網產品開發部經理 Dirk Mohl 在他最近發表的論文--“IEEE 1588-- 一種充當自動化實時應用基礎的精確時鍾同步機製” 中說 。同時他還補充說

，Hirschmann已經在它的Mice 模塊化以太網交換機上測試了IEEE 1588 增強插件模塊，並發現其同步精度在最大抖動時為±100納秒
，且主、從時鍾之間偏移量的頻率分布總計為23.95納秒，平均為-4.248納秒。

　　結果，已有數家製造商正在使用基於IEEE 1588 的方案

，其中包括 Rockwell Automation 及Open DeviceNet Vendors Association（開放式網絡設備供應商協會，ODVA）

，它們正在將1588與其稱為CIP Sync（CIP同步）項目中的CIP（Common Industrial Protocol）及 EtherNet/IP 協議進行集成。在最近發表的一篇題為“IEEE 1588 在分布式運動控製係統中的應用”一文中
，3位來自Rockwell Automation工程師宣布，他們已經在分布式控製係統樣機中使用了1588，這種控製係統包括 3個運動控製器，每一控製器都利用一塊 SERCOS卡並通過 SERCOS 與一個驅動器相連，且每個驅動器都被當成是運動的一個軸，但其中一個被指定為主軸，而另兩個則被指定為從軸。
　　由於主軸控製器周期性地向每一從軸控製器發送位置參考信息
，因而使每一從軸都能與主軸以一比一的比率相咬合。所有節點上的時鍾（運行於50 MHz PowerPC CPU上）通過1588bingjiezhuyitaiwangerbeitongbu。jibenyundongcaozuoyaoqiumeiyijiedianshangyunxingdeyundongrenwudounengbicitongbu，erjiedianjianjinxingdejiaoyizejiyuyizhongtongbudingqigengxinxunhuan
，zhezhongjizhiyebeiyongyukongzhiqizhiqudongqi、以及控製器至控製器之間的信號交換。為同步係統中的所有運動，而將運動任務及位置更新循環同步在1588時鍾上。
　　Rockwell Automation ACIG首席工程師Anatoly Moldovansky 說
，“由於1588允許實施分布式時間同步，因此我們可將跨多個節點的分布式控製活動確定為時間的函數”。他同時還補充說
，樣機中將借助以太網而實現的1588與分布式運動一起使用，證明可靠而且精確。硬件輔助電路在主、從時鍾之間提供百分之一百納秒的抖動精度。
　　“在數據輸入時取代進行反應的是，基於IEEE 1588 的網絡上的設備可以確定其動作的時間，而這能以更小的帶寬及更低的抖動來實現更有效的通信與控製”，ACIG 的 NetLinx 產品營銷經理 Doug McEldowney說。

　　加速應用
　　在另一實時以太網項目中，Beckhoff自動化公司最近開發出一種名為RTEthernet 的概念

，這是一種能利用7微秒報文來使其 TwinCat 軟件與標準以太網控製器卡進行通信的軟件。盡管它可能長達1500 字節，但最短的報文隻含有 46個字節，足以用來指示 368個 I/O 點狀態，而且對於一個 I/O 時鍾來說一般已經夠用。為將這一實時數據與其他網絡流量分開，TwinCat 的I/O 係統利用實時相關對輸入以太網幀進行過濾
，並將時間敏感性較低的 TCP 消息存入緩衝器中。RTEthernet 概念的策略是避免產生TCP/IP及UDP/IP 開銷
，並利用其網絡卡上的MAC-ID地址來將控製數據直接路由給設備。
　　除能保證速度外，RTEthernet 概念還能幫助提高現有網絡的靈活性。例如，為將交聯聚乙烯（PEX）裝管生產線控製係統從PLC升級到基於PC的自動控製係統，Uponor Wirsbo公司最近選擇了 Beckhoff公司基於 RTEthernet 的 BK9000以太網總線耦合器。該公司將 Beckhoff 的 C3640 PC用作主控器，並運行由 Uponor自行開發的 Visual Basic（VB）軟件。這種程序通過施耐德電氣公司的 Modbus TCP 以太網協議及 BK9000而與各種 I/O信號相連，從而形成一個通過以太網來將控製信號傳給C3640的分布式以太網I/O接口。

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[uploaUponor 公司的電氣工程師 Luther Kemp 說，他的公司需要一種通用且標準化的網絡來控製其眾多的機器設備。“如果
、並且當出現問題時，這種方式為我們提供了調換故障部件的靈活性”，Kemp說，“我們能將 I/O 模塊構建成我們需要的形式。而基於PC的以太網係統，例如 Beckhoff 提供的係統，可提供無限的編程能力。它為我們提供編寫設備控製程序
、創建定製用戶界麵
、以及收集溫度及處理速度等實時數據的廣闊機會”。
　　同樣，係統集成商--Paine Machine Tool公司（加拿大Delta, B.C.）最近用DNC解決方案對其16台CNC機器進行了升級，該方案包括由Quatech公司提供的 Thin Q以太網串聯設備服務器（ESDS）。這zhe些xie服fu務wu器qi將jiang串chuan行xing數shu據ju轉zhuan換huan為wei以yi太tai網wang數shu據ju，並bing將jiang串chuan行xing數shu據ju積ji累lei在zai緩huan衝chong器qi中zhong，然ran後hou再zai將jiang其qi用yong數shu據ju包bao的de形xing式shi發fa出chu
，以yi減jian少shao以yi太tai網wang的de網wang絡luo流liu量liang。由you於yuCNC機器一般從所連接的PC或LAN上“點滴（drip fed）”命令
，因此這些數據包有時能潛在地引入不需要的等待時間。d=jpg]


ThinQ 采用一種軟件可選的超低等待時間設置來解決這一問題，這種設置允許 Paine 的 CNC機器一收到數據即以“位接位”的方式來發送以太網數據。Quatech報告在最小2.16毫秒
、最大71毫秒及平均2.5毫秒時間上測得的該設置的SDS功能。“這真的能為網絡流量最小化提供幫助”, Quatech 公司產品營銷經理David Johnson 說，“尤其在應用具有多台設備的時候，重要的是不給最重要的數據造成瓶頸”。

　　硬件效率 = 速度
　　Phoenix Contact公司產品營銷經理Larry Komarek補充說，可通過將網絡配置成能進行組播來提高實時以太網的性能，這要優於在某一時刻打開與一台設備的點對點、單播通信。組播先使一組預先確定的設備上線，然後再將它們同時廣播。這也是一種在虛擬局域網（VLAN）常用的方法，並且它還有助於提高網絡的數據吞吐量。
　　McEldowney建議采用全雙工通信來為達到I/O層次的網絡實現IGMP偵聽功能，以便過濾這種組播數據。他同時還建議采用端口鏡像
，這涉及在一台交換機上將通信鏡像給第二個端口，以進行診斷。“這有點像利用交換機來竊聽通信，以反映正在進行的操作”，McEldowney說，“當你指望通過以太網來進行控製時
，這很有用
，但你可能需要更多的安全要求”。
　　其他一些與以太網交換機有關的效率包括可利用VLAN來隔離交換機中的網絡流量
，這使一台12端口的交換機能被用作兩台獨立的交換機。“但您必須保證您的交換機能跟得上網絡及其相連設備的線速”

，他補充說。