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工业以太网

运用以太网为工业商场供电

——本文作者:德州仪器 Matt Chevrier

  2018年11月08日  

  为工业以太网器材供电需求处理工业以太网和工业运用的几个特定问题。

  规范以太网与工业以太网之间最大的差异在于拓扑结构,如图1所示。规范以太网为星形拓扑,而工业以太网则包含线形、树形和环形等多种不同的拓扑结构。

  除拓扑结构以外,工厂主动化设备的作业电压为24伏,而电信设备的供电电压为48伏。尽管这两种不同的版本已存在很长时刻,但首个工业以太网供电处理计划最近才新鲜出炉,那就是:EtherCAT P。本篇博文将在谈论1000BASE-T和/或环形拓扑或单双绞线的代替产品之前,先介绍一下何为EtherCAT P。

介绍EtherCAT P:用于电源和EtherCAT的一根电缆

  跟着全球范围内越来越多的工厂选用以太网进行衔接,人们也就益发需求优化进程边际的配电。一个自然而然的挑选计划就是从头运用以太网供电(PoE)技能为以太网衔接设备供电。PoE技能的优势在于它运用相同的电线进行电力和数据传输,然后节省了装置和总接线本钱,如图2中工厂主动化体系示例所示。为此,PoE电源经过将48伏衔接到一对以太网变压器的中心抽头以及与另一对相相似的回来途径的方法,耦合到数据线中。然后,电源会在具有相似拓扑结构的设备上去解耦。

  图 2:运用EtherCAT P能够削减电缆数量,一同将高端感测技能引进可移动机器人头部

  可是关于选用线形拓扑结构的工业以太网来说,以太网通讯的25MHz作业频率可用于电源输出,因而能够在发射端耦合输出。在这种情况下,发射器将会遭到来自接收器通道通讯规范的噪声的搅扰。

  为此,EtherCAT P(对EtherCAT的扩展)选用了一个简略的电感电容(LC)滤波器,以保证在进入电源树之前能够阻挠100BASE-T宣告的25MHz信号。

  PoE与EtherCAT P之间的另一不同之处在于,PoE只供给一个48V电源电压,而EtherCAT P供给两个独立而又互相别离的24V电压轨,如表1所示。就功率而言,PoE能够供给71瓦的功率(关于803.2bt Type 4来说),而EtherCAT P每个电压轨可供给24V x 3A ≥72W的功率。

  这两种技能之间的严重差异在于,运用PoE时,你需求两个半导体在供电设备(PSE)和受电设备(PD)之间进行辨认。PD内的芯片还需求担任设置最大功率约束。这就带来了两大优势:全功率仅在树立有用衔接时才可用,而且支撑PoE的设备能够衔接至非PoE设备,而不会对其形成损坏。

  选用EtherCAT P时,你只需规范的无源组件即可将功率耦合,而无需运用额定的半导体。这就意味着数据线上一直存在24伏电源。但最大功率有必要约束在PSE内部。

  表1:两种以太网技能的主要参数

  EtherCAT P单根电缆供电和EtherCAT参阅规划展现了EtherCAT P PSE在电源输入耦合-输出耦合电路中的完成方法。该参阅规划契合官方“EtherCAT和EtherCAT P从站施行攻略”中提出的一切要求,其间包含反向极性维护、流入电流约束、接连电流约束等功用,一切要求均根据TI的半导体。

  关于EtherCAT通讯,该参阅规划能够经过以太网电路衔接至支撑EtherCAT的通讯渠道,如AMIC110工业通讯引擎(ICE)。为展现电力传输功用,你能够运用一根EtherCAT P电缆衔接两块规划板。还能够将EtherCAT主站衔接至第一个参阅规划,将EtherCAT从站衔接至第二个参阅规划,以获得完好的EtherCAT P演示体系。为便于评价,还能够将可选的5V/12V降压模块装置到电路板上。

标签:以太网 德州仪器我要反应
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