您现在的位置:中国智能制造网>工业以太网频道 >行业资讯

利用工业以太网为工业自动化供电

2018年12月04日 09:37:06来源:中电网作者:网络关键词:工业以太网
  为工业以太网器件供电需要解决工业以太网和工业应用的几个特定问题。
 
  标准以太网与工业以太网之间最大的区别在于拓扑结构。标准以太网为星形拓扑,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,工厂自动化设备的工作电压为24伏,而电信设备的供电电压为48伏。虽然这两种不同的版本已存在很长时间,但首个工业以太网供电解决方案最近才新鲜出炉,那就是:EtherCAT P。本篇博文将在讨论1000BASE-T和/或环形拓扑或单双绞线的替代产品之前,先介绍一下何为EtherCAT P。
 
  介绍EtherCAT P:用于电源和EtherCAT的一根电缆
 
  随着全球范围内越来越多的工厂采用以太网进行连接,人们也就愈发需要优化过程边缘的配电。一个自然而然的选择方案便是重新使用以太网供电(PoE)技术为以太网连接设备供电。PoE技术的优势在于它使用相同的电线进行电力和数据传输,从而节省了安装和总接线成本,如图2中工厂自动化系统示例所示。为此,PoE电源通过将48伏连接到一对以太网变压器的中心抽头以及与另一对相类似的返回路径的方式,耦合到数据线中。然后,电源会在具有类似拓扑结构的设备上去解耦。
 
  但是对于采用线形拓扑结构的工业以太网来说,以太网通信的25MHz工作频率可用于电源输出,因此可以在发射端耦合输出。在这种情况下,发射器将会受到来自接收器通道通信标准的噪声的干扰。
 
  为此,EtherCAT P(对EtherCAT的扩展)采用了一个简单的电感电容(LC)滤波器,以确保在进入电源树之前能够阻止100BASE-T发出的25MHz信号。
 
  PoE与EtherCAT P之间的另一不同之处在于,PoE只提供一个48V电源电压,而EtherCAT P提供两个独立而又彼此分离的24V电压轨,如表1所示。就功率而言,PoE可以提供71瓦的功率(对于803.2bt Type 4来说),而EtherCAT P每个电压轨可提供24V x 3A ≥72W的功率。
 
  这两种技术之间的重大区别在于,使用PoE时,你需要两个半导体在供电设备(PSE)和受电设备(PD)之间进行识别。PD内的芯片还需要负责设置最大功率限制。这就带来了两大优势:全功率仅在建立有效连接时才可用,并且支持PoE的设备可以连接至非PoE设备,而不会对其造成损坏。
 
  采用EtherCAT P时,你只需标准的无源组件即可将功率耦合,而无需使用额外的半导体。这就意味着数据线上始终存在24伏电源。但最大功率必须限制在PSE内部。
 
  EtherCAT P单根电缆供电和EtherCAT参考设计展示了EtherCAT P PSE在电源输入耦合-输出耦合电路中的实现方式。该参考设计符合“EtherCAT和EtherCAT P从站实施指南”中提出的所有要求,其中包括反向极性保护、流入电流限制、连续电流限制等功能,所有要求均基于TI的半导体。
 
  对于EtherCAT通信,该参考设计可以通过以太网电路连接至支持EtherCAT的通信平台,如AMIC110工业通信引擎(ICE)。为展示电力传输功能,你可以使用一根EtherCAT P电缆连接两块设计板。还可以将EtherCAT主站连接至第一个参考设计,将EtherCAT从站连接至第二个参考设计,以获得完整的EtherCAT P演示系统。为便于评估,还可以将可选的5V/12V降压模块安装到电路板上。
  • 凡本网注明"来源:中国智能制造网的所有作品,版权均属于中国智能制造网,转载请必须注明中国智能制造网,https://www.gkzhan.com。违反者本网将追究相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。

热门频道