数字驱动网络选择
关于数字驱动网络的选择，目前没有一个清晰的标准。当然，数字网络和传统的模拟信号相比，优势显而易见。数字网络可以大大节省布线和安装时间、费用；控制器可以访问所有驱动数据；更为准确的电机控制；驱动和控制可以使用同一套软件编程；以及降低系统噪音。因此数字驱动网络的选取成为需要考虑的重要问题。
在近几年，市场中有不少数字驱动控制网络协议，它们包括：
• SERCOS
SERCOS(Serial Real-time Communication System)是由德国机械工具协会、电气制造协会与许多工具机、服务器厂商针对数字运动控制所制订，并于1995年获的通过成为IEC 61491国际标准。SERCOS是目前国际上唯一成为IEC国际标准的运动控制专用网络。以下约略地简述其特色：
SERCOS是全数字化的网络：在SERCOS问世之前，运动控制器与伺服驱动器间常需依赖数位/模拟转换器，以模拟形式的讯号沟通；而SERCOS提供了一个全数字化的接口，就无须数字/模拟转换器，一则节省数字/模拟转换器的成本，再则利用全数字式的特性，可以制作智能型控制器。
SERCOS是开放式架构：SERCOS是一个由许多制造商共同制订发展的架构，为一开放式架构，任何人都可以依据其架构设计自己所需的产品。
SERCOS具有良好的扩充性：当使用塑料光纤为传输介质时，SERCOS每节点间的传讯距离为40米；若使用玻璃光纤，传讯距离可长达200米，整个环状网络的长度可达一万到五万米。每个环状网络上理论上最多可连接256个辅节点，而实际上可连接的节点数则取决于传输周期、资料长度及传输速率。当节点数超过一个环状网络的负荷时，可以利用多环路的方式扩充。
SERCOS具有随插即用(Plug & Play)的特性：当初SERCOS再制订过程就以随插即用的概念设计，尽可能将许多上下游间的协议明确的定义下来以确保产品间随插即用的特性。
SERCOS具有跨厂商兼容的特性：SERCOS在制订标准时，就制订了一些系统接口的兼容类别(Compliance Class)，这些相关接口定义可以在IEC-61491标准中找到。只要制造商依据这些接口规格设计产品，这些产品就具有跨厂商兼容的特性。
这个通讯协议主要是应用在分布式多轴运动控制上，提供使用者一个实时、抗噪声力强、高解析度、可完全以软件方式规划的串行传输网络。该网络的使用可以提高PC-Based控制器的性能。
• SSCNET
日本三菱电机自从九十年代初期开始发展SSCNET(Servo System Control Network)技术，到目前已经是第二代的SSCNET II。SSCNET传输媒介是类似RS485技术，传输距离最长可达30m，传输速度为5.625Mbps，控制用的通讯周期为0.888ms。控制方式为主从式架构，单颗主控IC(Master Controller)可控制六颗Slave的伺服驱动器，主控IC间可以最同步，使得被控伺服轴得以同步。
SSCNET是为了解决传统马达控制应用中过多配线、精度及噪声等问题所开发出的新技术。这项技术架构在三菱马达伺服技术上，将传统的脉波或是电压指令型式的输入接口改为串行式传输入介面，使用者不必再为每一轴的配线而困扰，每个伺服驱动器只需一条传输线与其它周边连接，达到快速安装、易于除错的功效。
除了安装简便外，因其采用串行式传输，所以其距离不再受限，且命令也不会因为在高速使用下受影响或衰减。因为是串行式资料，其命令解析可以高达32位，如配合高解析的位置回授器更可以做到奈米控制，而且串行式资料都是由一个同步信号在控制，所以完全没有各轴不同步的问题。
• Profibus MC
PROFIBUS是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准。PROFIBUS广泛应用于加工制造、过程和楼宇自动化等行业。PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP，PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-PA。其特点分别为：PROFIBUS-DP(工厂自动化) ，快速即插即用；PROFIBUS-FMS(通用性自动化)，通用、大范围使用、多主通信；PROFIBUS-PA(过程自动化)，面向应用、总线供电、本质安全。
PROFIBUS DP是全集成自动化的系统总线，可以提供最大12M bps的传输速率。由于优越的传输特性和高的传输速率，在上位机与下位机的通讯中被广泛采用。PROFIBUS-DP主要用于设备级的高速数据传送，中央控制器通过高速串行线同分散的现场设备进行通信，多数数据交换是周期性的，除此以外，智能化现场设备还需要非周期性通信，以进行配置诊断和报警处理。Profibus MC是用于驱动通信的Profibus DP新协议
• Macro
MACRO（Motion And Control Ring Optical）是美国Delta Tau公司为运动控制系统开发的以光纤或双绞线为介质的高速通讯协议，波特率高达125Mbps。MACRO协议的数据包由12个字节组成，其中有9个字节的有效数据，可以传输位置、速度、扭矩、相电流和PWM命令值等。
MACRO网络的通信由预定义的同步主节点周期性地发起，周期通常为100微秒。在每个通信周期，每个主节点轮流给自己的从节点发送数据，并接收从节点的反馈数据。主节点之间通过传递权标来获得总线的控制权。主节点和从节点的数据交换是通过传递数据寄存器的形式进行的，从节点接收到主节点数据包之后，如果目的地址匹配，则将数据接收到从节点的接收寄存器，同时用反馈数据替换数据包中的命令数据，并继续传递数据包。数据包返回到发送主节点之后，就完成了一次数据交换。地址不匹配的主节点和从节点只是转发所接受到的数据包。所有主节点的数据交换都结束后，总线权标又传递给同步主节点以发起下一个通信周期。MACRO通信周期非常短，没有同步数据包同步各从站的运行。
MACRO总线具有连线简单、支持多主机、高速等优点，但是它不是国际标准，支持该协议的产品和厂家较少。
• CANopen
CANOpen是一种基于CAN的高层协议，是一种具有灵活配置功能的标准嵌入式网络。CANOPEN是为运动导向机器所设计的控制网络，如处理系统，如今，它被运用于许多领域，如医疗设备，海事电子，公共运输，建筑自动化等。
CANOPEN最初由Bosch主席领导的Esprit项目所开发，1995年，CANOPEN规范被移交给CIA的国际用户与制造商。最初，CANOPEN的通讯轮廓是基于CAN的应用层协议（CAL）。CANOPEN（CiA DS 301）的Ver 4已经是EN50325-4标准了。
CANOPEN的规范涉及应用层和通讯描述（CiA DS 301），同时也是一个可编程设备（CiA 302）的框架，推荐运用于电缆，连接器（CiA 303-1），SI单元和前缀表示法（CiA 303-2）。基于CAN的应用层协议描述在软件中实现。
CiA的成员开发的标准化描述（设备，接口和应用描述），简化了系统设计者去集成一个CANOPEN网络系统的工作，成套的设备（Off-the-shelf devices），工具，和协议栈，只需支付合理的费用就可以使用，对于系统设计人员，重用应用软件是非常重要的，这不仅需要通讯的兼容性，也需要设备的互操作性和互换性，在CANOPEN的设备和接口描述中，定义了应用层对像，以实现CANOPEN设备的互换性，CANOPEN是一个非常灵活，非常开放的协议，制造商可以在设备中自己定义功能，这些功能还可以在描述文件中写明并被加入到通用功能里。
CANOPEN去除了开发者为处理CAN协议的细节而进行的工作，如时序（bit-timing）和执行规范功能，它为实时数据（Process Data Objects, PDO），配置数据（Service Data Objects, SDO）和特殊功能（时间戳Time Stamp, 同步消息，紧急消息）提供了标准的通讯对象，同时也为网络管理数据（Boot-Up message, NMT message, and Error Control）等提供标准通讯对象，CANOPEN的协议，构架，和描述都可以从CiA总部获得。
• FireWire
FireWire总线或称IEEE-1394总线是一种高速通信标准。目前其数据通信速率已达400 Mbit/s，不久的将来将达到800 Mbit/s甚至1 Gbit/s。FireWire总线用于计算机的高速外部设备，例如硬盘、CD-ROM、扫描仪、打印机以及多媒体设备等，同时也被用于消费类电子产品（如数字电视、DVD等），以及测试仪器的数据传输。可以用FireWire总线取代传统的模拟方式连接各种消费类电子产品及测试仪器，这种连接可以提供数字声音和图像信号、控制和同步信号的传输。
FireWire总线的数据传输有两种方式：异步传输和同步传输。异步传输是传统的计算机寻址、存储方式，数据按要求被送到一个特殊的地址并返回信息。
在异步通信的基础上，FireWire总线还支持同步数据传输方式。同步数据传输方式保持数据按预定速率传输。这种工作方式对以时间为标志的多媒体数据传输及动态数据测试都是特别重要的，设备间只需按时传输数据，取消了对昂贵的缓冲器的需求。
FireWire总线的对等通信方式决定了其成为消费类电子产品的数字接口。例如，这允许从一台摄像机管理另一台摄像机而不需要计算机，同时多台计算机也可以共享一台摄像机而不需要计算机或摄像机的特殊支持。FireWire总线的这些特性是其成为A/V数字接口选择的主要原因。
• Ethernet PowerLink
ETHERNET PowerLink是到目前为止唯一经过现场验证，基于高速以太网的开放、实时通信协议，甚至能用于时间十分苛求的高速运动系统。这是一个完整的从管理层一直到现场I/O层的确定性传送实时数据的透明解决方案，并已成为IEC国际标准（IEC61508）。ETHERNET PowerLink由贝加莱公司于2001年11月开发，并在2002年4月成立了EPSG(ETHERNET PowerLink Standardization Group)。在2002年4月，EPSG宣布向第三方开放，并建立中立的认证机构，从而进一步推动ETHERNET PowerLink的发展。ETHERNET PowerLink自发布以来，到2005年8月，在世界各地的应用已有80,000多个节点。
ETHERNET POWERLINK完全建立在标准快
在近几年，市场中有不少数字驱动控制网络协议，它们包括：
• SERCOS
SERCOS(Serial Real-time Communication System)是由德国机械工具协会、电气制造协会与许多工具机、服务器厂商针对数字运动控制所制订，并于1995年获的通过成为IEC 61491国际标准。SERCOS是目前国际上唯一成为IEC国际标准的运动控制专用网络。以下约略地简述其特色：
SERCOS是全数字化的网络：在SERCOS问世之前，运动控制器与伺服驱动器间常需依赖数位/模拟转换器，以模拟形式的讯号沟通；而SERCOS提供了一个全数字化的接口，就无须数字/模拟转换器，一则节省数字/模拟转换器的成本，再则利用全数字式的特性，可以制作智能型控制器。
SERCOS是开放式架构：SERCOS是一个由许多制造商共同制订发展的架构，为一开放式架构，任何人都可以依据其架构设计自己所需的产品。
SERCOS具有良好的扩充性：当使用塑料光纤为传输介质时，SERCOS每节点间的传讯距离为40米；若使用玻璃光纤，传讯距离可长达200米，整个环状网络的长度可达一万到五万米。每个环状网络上理论上最多可连接256个辅节点，而实际上可连接的节点数则取决于传输周期、资料长度及传输速率。当节点数超过一个环状网络的负荷时，可以利用多环路的方式扩充。
SERCOS具有随插即用(Plug & Play)的特性：当初SERCOS再制订过程就以随插即用的概念设计，尽可能将许多上下游间的协议明确的定义下来以确保产品间随插即用的特性。
SERCOS具有跨厂商兼容的特性：SERCOS在制订标准时，就制订了一些系统接口的兼容类别(Compliance Class)，这些相关接口定义可以在IEC-61491标准中找到。只要制造商依据这些接口规格设计产品，这些产品就具有跨厂商兼容的特性。
这个通讯协议主要是应用在分布式多轴运动控制上，提供使用者一个实时、抗噪声力强、高解析度、可完全以软件方式规划的串行传输网络。该网络的使用可以提高PC-Based控制器的性能。
• SSCNET
日本三菱电机自从九十年代初期开始发展SSCNET(Servo System Control Network)技术，到目前已经是第二代的SSCNET II。SSCNET传输媒介是类似RS485技术，传输距离最长可达30m，传输速度为5.625Mbps，控制用的通讯周期为0.888ms。控制方式为主从式架构，单颗主控IC(Master Controller)可控制六颗Slave的伺服驱动器，主控IC间可以最同步，使得被控伺服轴得以同步。
SSCNET是为了解决传统马达控制应用中过多配线、精度及噪声等问题所开发出的新技术。这项技术架构在三菱马达伺服技术上，将传统的脉波或是电压指令型式的输入接口改为串行式传输入介面，使用者不必再为每一轴的配线而困扰，每个伺服驱动器只需一条传输线与其它周边连接，达到快速安装、易于除错的功效。
除了安装简便外，因其采用串行式传输，所以其距离不再受限，且命令也不会因为在高速使用下受影响或衰减。因为是串行式资料，其命令解析可以高达32位，如配合高解析的位置回授器更可以做到奈米控制，而且串行式资料都是由一个同步信号在控制，所以完全没有各轴不同步的问题。
• Profibus MC
PROFIBUS是德国国家标准DIN19245和欧洲标准EN50170的现场总线标准。PROFIBUS广泛应用于加工制造、过程和楼宇自动化等行业。PROFIBUS根据应用特点分为PROFIBUS-DP，PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-PA。其特点分别为：PROFIBUS-DP(工厂自动化) ，快速即插即用；PROFIBUS-FMS(通用性自动化)，通用、大范围使用、多主通信；PROFIBUS-PA(过程自动化)，面向应用、总线供电、本质安全。
PROFIBUS DP是全集成自动化的系统总线，可以提供最大12M bps的传输速率。由于优越的传输特性和高的传输速率，在上位机与下位机的通讯中被广泛采用。PROFIBUS-DP主要用于设备级的高速数据传送，中央控制器通过高速串行线同分散的现场设备进行通信，多数数据交换是周期性的，除此以外，智能化现场设备还需要非周期性通信，以进行配置诊断和报警处理。Profibus MC是用于驱动通信的Profibus DP新协议
• Macro
MACRO（Motion And Control Ring Optical）是美国Delta Tau公司为运动控制系统开发的以光纤或双绞线为介质的高速通讯协议，波特率高达125Mbps。MACRO协议的数据包由12个字节组成，其中有9个字节的有效数据，可以传输位置、速度、扭矩、相电流和PWM命令值等。
MACRO网络的通信由预定义的同步主节点周期性地发起，周期通常为100微秒。在每个通信周期，每个主节点轮流给自己的从节点发送数据，并接收从节点的反馈数据。主节点之间通过传递权标来获得总线的控制权。主节点和从节点的数据交换是通过传递数据寄存器的形式进行的，从节点接收到主节点数据包之后，如果目的地址匹配，则将数据接收到从节点的接收寄存器，同时用反馈数据替换数据包中的命令数据，并继续传递数据包。数据包返回到发送主节点之后，就完成了一次数据交换。地址不匹配的主节点和从节点只是转发所接受到的数据包。所有主节点的数据交换都结束后，总线权标又传递给同步主节点以发起下一个通信周期。MACRO通信周期非常短，没有同步数据包同步各从站的运行。
MACRO总线具有连线简单、支持多主机、高速等优点，但是它不是国际标准，支持该协议的产品和厂家较少。
• CANopen
CANOpen是一种基于CAN的高层协议，是一种具有灵活配置功能的标准嵌入式网络。CANOPEN是为运动导向机器所设计的控制网络，如处理系统，如今，它被运用于许多领域，如医疗设备，海事电子，公共运输，建筑自动化等。
CANOPEN最初由Bosch主席领导的Esprit项目所开发，1995年，CANOPEN规范被移交给CIA的国际用户与制造商。最初，CANOPEN的通讯轮廓是基于CAN的应用层协议（CAL）。CANOPEN（CiA DS 301）的Ver 4已经是EN50325-4标准了。
CANOPEN的规范涉及应用层和通讯描述（CiA DS 301），同时也是一个可编程设备（CiA 302）的框架，推荐运用于电缆，连接器（CiA 303-1），SI单元和前缀表示法（CiA 303-2）。基于CAN的应用层协议描述在软件中实现。
CiA的成员开发的标准化描述（设备，接口和应用描述），简化了系统设计者去集成一个CANOPEN网络系统的工作，成套的设备（Off-the-shelf devices），工具，和协议栈，只需支付合理的费用就可以使用，对于系统设计人员，重用应用软件是非常重要的，这不仅需要通讯的兼容性，也需要设备的互操作性和互换性，在CANOPEN的设备和接口描述中，定义了应用层对像，以实现CANOPEN设备的互换性，CANOPEN是一个非常灵活，非常开放的协议，制造商可以在设备中自己定义功能，这些功能还可以在描述文件中写明并被加入到通用功能里。
CANOPEN去除了开发者为处理CAN协议的细节而进行的工作，如时序（bit-timing）和执行规范功能，它为实时数据（Process Data Objects, PDO），配置数据（Service Data Objects, SDO）和特殊功能（时间戳Time Stamp, 同步消息，紧急消息）提供了标准的通讯对象，同时也为网络管理数据（Boot-Up message, NMT message, and Error Control）等提供标准通讯对象，CANOPEN的协议，构架，和描述都可以从CiA总部获得。
• FireWire
FireWire总线或称IEEE-1394总线是一种高速通信标准。目前其数据通信速率已达400 Mbit/s，不久的将来将达到800 Mbit/s甚至1 Gbit/s。FireWire总线用于计算机的高速外部设备，例如硬盘、CD-ROM、扫描仪、打印机以及多媒体设备等，同时也被用于消费类电子产品（如数字电视、DVD等），以及测试仪器的数据传输。可以用FireWire总线取代传统的模拟方式连接各种消费类电子产品及测试仪器，这种连接可以提供数字声音和图像信号、控制和同步信号的传输。
FireWire总线的数据传输有两种方式：异步传输和同步传输。异步传输是传统的计算机寻址、存储方式，数据按要求被送到一个特殊的地址并返回信息。
在异步通信的基础上，FireWire总线还支持同步数据传输方式。同步数据传输方式保持数据按预定速率传输。这种工作方式对以时间为标志的多媒体数据传输及动态数据测试都是特别重要的，设备间只需按时传输数据，取消了对昂贵的缓冲器的需求。
FireWire总线的对等通信方式决定了其成为消费类电子产品的数字接口。例如，这允许从一台摄像机管理另一台摄像机而不需要计算机，同时多台计算机也可以共享一台摄像机而不需要计算机或摄像机的特殊支持。FireWire总线的这些特性是其成为A/V数字接口选择的主要原因。
• Ethernet PowerLink
ETHERNET PowerLink是到目前为止唯一经过现场验证，基于高速以太网的开放、实时通信协议，甚至能用于时间十分苛求的高速运动系统。这是一个完整的从管理层一直到现场I/O层的确定性传送实时数据的透明解决方案，并已成为IEC国际标准（IEC61508）。ETHERNET PowerLink由贝加莱公司于2001年11月开发，并在2002年4月成立了EPSG(ETHERNET PowerLink Standardization Group)。在2002年4月，EPSG宣布向第三方开放，并建立中立的认证机构，从而进一步推动ETHERNET PowerLink的发展。ETHERNET PowerLink自发布以来，到2005年8月，在世界各地的应用已有80,000多个节点。
ETHERNET POWERLINK完全建立在标准快
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