德國赫優(yōu)訊的網關產品netHOST

　　德國赫優(yōu)訊的網關產品netHOST，相比傳統(tǒng)的方案提供了一個*不同的方案。作為DIN導軌安裝的設備，通過原生TCP/IP控制，可以支持赫優(yōu)訊標準CANopen計算機板卡的所有功能，并遵循CiA301規(guī)約。
　　
　 “不需要本身集成CANopen連接，卻能夠在一毫秒內控制1000個CANopenIO。”——如果一個PLC系統(tǒng)設計時只提供了一個以太網接口，但是卻需要對CANopen設備進行*地訪問，這或者是一條非常具有說服力的廣告詞。netHOST產品可以作為一個以太網節(jié)點來充當這個缺失的CANopen接口。因為TCP/IP協(xié)議的簡單性以及100Mbit以太網帶寬的高速度，因此非常適合替代傳統(tǒng)集成串行總線系統(tǒng)的方案。
　　
　　以太網與所謂的現(xiàn)場總線間的攜手
　　
　　為了建立現(xiàn)代化的通訊基礎設施而使用以太網，能夠潛在地節(jié)約大量成本。系統(tǒng)的透明性、統(tǒng)一的布線標準、簡單的冗余概念以避免停機、快速的處理周期并且具有高度的性，這些只是工業(yè)以太網其中的一些優(yōu)勢所在。然而不幸的是，機器設計人員不得不在目前市場上同時競爭的6種不同的工業(yè)以太網協(xié)議間進行選擇。有時并不需要僅僅為了得到高一點的性能而實現(xiàn)并支持其中一種從而付出高昂的前期投資。
　　
　　“工業(yè)標準的以太網是否是必須的?大多數(shù)情況下，保持串行總線系統(tǒng)并且結合簡單的辦公室標準的以太網也足夠了。”德國赫優(yōu)訊網關產品ArminBeck評價工業(yè)以太網這一似乎必然發(fā)生的轉變。事實上，繼續(xù)使用已有的串行總線系統(tǒng)的潛力也是有道理的。例如，嚴苛的實時響應通常只在運動控制的應用中有所要求。對于95%以上的其他應用來說，則是*無關的。低于1毫秒的處理周期僅僅在少數(shù)情況下才需要。如果通過串行總線系統(tǒng)進行的機器控制證明是可靠的做法，而現(xiàn)在想要遠程通過以太網運行，那netHOST對于這些應用都是可行的方案，提供低至1毫秒的延時并且支持簡單的TCP/IP。經測試證明，100Mbit以太網帶寬足夠通過一條以太網網線安全地同時處理多達五臺這樣的設備。
　　
　　保護串行總線系統(tǒng)設備的投資
　　
　　赫優(yōu)訊在回顧銷售歷史時，觀察到一條對于以太網的明顯的趨勢：特別是在過去兩年中，需求已經大幅上升，然而串行總線系統(tǒng)技術仍牢牢占據(jù)超過70%的*，并且這一現(xiàn)象將在今后若干年中繼續(xù)下去。這也意味著機器生產商在很長一段時間內仍需支持這兩種系統(tǒng)，這些公司面臨著特殊的挑戰(zhàn)。“當討論到新產品的概念時，保護投資對于我們有重要意義。”Beck補充道，“因此我們的目的不是簡單的用工業(yè)以太網代替串行總線系統(tǒng)，而是用一種簡單的方法將兩種技術結合，從而致力于更大的市場，讓用戶能夠繼續(xù)使用已經經過驗證的現(xiàn)場設備。”由此，就產生了基于TCP/IP的網關的想法。
　　
　　CiA組織也考慮到了以太網的潮流，開發(fā)了CiA309標準，處理“InterfacingCANopenwithTCP/IP”這一主題。作為直接的結果，一些以太網轉CANopen網關服務器在市場上推出了，這些產品將TCP/IP編碼的CANopen命令一一轉發(fā)給下層的CANopen系統(tǒng)，從而使得通過以太網進行遠程控制。但是，netHOST的原理是不同的，不僅僅是一個簡單的服務器。其包含了獨立運行的全功能CANopen主站，可以處理組態(tài)好的所有節(jié)點的發(fā)送與接收PDO。所有這些PDO保存在壓縮的輸入輸出過程數(shù)據(jù)鏡像區(qū)，一個獨立的以太網服務被*可以訪問這個區(qū)域。由于這個接口的簡單性，netHOST用戶不需要關心任何CANopen服務、協(xié)議處理以及組態(tài)，因此非常易于集成入傳統(tǒng)的用來操作循環(huán)IO鏡像區(qū)的PLC系統(tǒng)。并且，netHOST不需要通過CiA309的服務來對CANopen對象字典進行配置。更簡單的是，網絡組態(tài)可以通過圖形化的組態(tài)工具快速完成。
　　
　　除了CANopen的PDO傳輸，netHOST還支持各種特定服務，例如SDO通訊以及NMT主站操作。節(jié)點保護消息同樣可以通過以太網應用在診斷緩存中按照節(jié)點的順序進行請求。如果需要的話，還能使用COB-ID過濾功能在任何時候發(fā)送并接收底層CAN報文。
　　
　　快速響應市場
　　
　　因此，TCP/IP處理與netHOST間的安全傳輸。透明傳輸?shù)膱笪母鶕?jù)其作用進行編碼與分類，僅在報文頭中加入若干字節(jié)。該編碼是赫優(yōu)訊定義的。使用CiA309-2或CiA309-3標準規(guī)約通過Modbus/TCP或者ASCII對服務進行編碼是遠遠不夠的。netHOST希望實現(xiàn)的是一種全局的，和其支持的所有串行總線系統(tǒng)，比如PROFIBUS、DeviceNet及CANopen都獨立的方法。netHOST還支持CiA309規(guī)約沒有涵蓋的看門狗功能，能夠在以太網應用死機的情況下將下層的CANopen系統(tǒng)轉入安全狀態(tài)。
　　
　　編碼邏輯作為C源代碼的一部分由赫優(yōu)訊提供，并關聯(lián)到一個socket接口，因此兼容任何TCP/IP棧。對于應用程序，其被概括成一個簡單的、程序上的與串行總線系統(tǒng)無關的API接口。一些簡單的功能，比如打開、關閉、重啟、發(fā)送、接收或IO交換，保證了zui短集成時間下的快速學習曲線。基于RPC原理，這些功能在設備內部進行解碼并遠程處理。同時為了方便嵌入式編程人員，提供的DLL文件能夠使netHOST在Windows系統(tǒng)下直接使用，在Linux系統(tǒng)下則提供了C工具包展示了一個例子實現(xiàn)。
　　
　　netHOST的API訪問函數(shù)與赫優(yōu)訊的平臺策略一致，和赫優(yōu)訊的PC板卡一樣，遵循“onceinstalled–everythingworks(即插即用)”的基本原理。例如，如果用WindowsPC板卡的DLL替換netHOST的DLL，那兩種產品可以相互替換，不需要修改應用程序。兩種DLL具有相同的API。如果之前是通過PC進行的本地控制，現(xiàn)在可以在過程控制層直接通過以太網進行遠程控制。“使用相同的API，使netHOST成為了應用于控制柜的PC板卡。對于沒有PC卡槽的系統(tǒng)，它甚至能直接替換掉諸如PCMCIA接口的PC卡。”Beck評論這一通過以太網的訪問，“如果系統(tǒng)已經支持赫優(yōu)訊的PC板卡，也就自動能夠支持netHOST的運行了。”
　　
　　赫優(yōu)訊能夠贏得兩類長期客戶來把netHOST產品集成入他們的方案中。多年來，這些公司已經訂購了相當數(shù)量的PC串行總線系統(tǒng)板卡來控制他們的外圍部件。然而15年后，這些公司宣布正在開發(fā)新一代的控制方案，這些方案能夠提供更緊湊的尺寸，同時具有更高的靈活性，但是只能標準的以太網接口通訊。不過，他們同樣不希望放棄支持已經建立的串行總線系統(tǒng)技術，因此尋求一種移植到新一代產品的方法。使用傳統(tǒng)的TCP/IP棧以及標準的以太網控制器，同時利用現(xiàn)有的編程經驗，這些公司能夠在zui短時間內實現(xiàn)系統(tǒng)集成。如今，他們已經有能力服務于現(xiàn)有的串行總線系統(tǒng)客戶以及新的以太網客戶。