POWERLINK原理

2025-09-30 理论教育版权反馈

【摘要】：POWERLINK是IEC国际标准，同时也是中国的国家标准。如图10-8所示，POWERLINK是一个3层的通信网络，它规定了物理层、数据链路层和应用层，这3层包含了OSI模型中规定的7层协议。因此，无论是POWERLINK的主站还是从站，都可以运行于标准的以太网之上。2）以太网的技术进步就会带来POWERLINK的技术进步。但是，POWERLINK不使用IEEE 802.3定义的用于解决冲突的报文重传机制，该机制会引起传统以太网的不确定行为。

POWERLINK是IEC国际标准，同时也是中国的国家标准（GB/T 27960）。

如图10-8所示，POWERLINK是一个3层的通信网络，它规定了物理层、数据链路层和应用层，这3层包含了OSI模型中规定的7层协议。

如图10-9所示，具有3层协议的OWERLINK在应用层上可以连接各种设备，例如I/O、阀门和驱动器等。在物理层之下连接了Ethernet控制器，用来收发数据。由于以太网控制器的种类很多，不同的以太网控制器需要不同的驱动程序，因此在“Ethernet控制器”和“POWERLINK传输”之间有一层“Ethernet驱动器”。

图10-8 POWERLINK的OSI模型

图10-9 POWERLINK通信模型的层次

1.POWERLINK的物理层

POWERLINK的物理层采用标准的以太网，遵循IEEE 802.3快速以太网标准。因此，无论是POWERLINK的主站还是从站，都可以运行于标准的以太网之上。

这使得POWERLINK具有以下优点：(https://www.chuimin.cn)

1）只要有以太网的地方就可以实现POWERLINK，例如，在用户的PC上可以运行POWERLINK，在一个带有以太网接口的ARM上可以运行POWERLINK，在一片FPGA上也可以运行POWERLINK。

2）以太网的技术进步就会带来POWERLINK的技术进步。

3）实现成本低。

用户可以购买普通的以太网控制芯片（MAC）来实现POWERLINK的物理层，如果用户想采用FPGA解决方案，POWERLINK提供开放源码的OpenMAC。这是一个用VHDL语言实现的、基于FPGA的MAC，同时POWERLINK又提供了一个用VHDL语言实现的Open-HUB。如果用户的网络需要做冗余，如双网、环网等，就可以直接在FPGA中实现，其易于实现且成本很低。此外，由于是基于FPGA的方案，从MAC到数据链路层（DLL）的通信，POWERLINK采用了DMA，因此速度更快。

POWERLINK物理层采用普通以太网的物理层，因此可以使用工厂中现有的以太网布线，从机器设备的基本单元到整台设备、生产线，再到办公室，都可以使用以太网，从而实现一“网”到底。

2.POWERLINK的数据链路层

POWERLINK基于标准以太网CSMA/CD技术（IEEE 802.3），因此可工作在所有传统以太网硬件上。但是，POWERLINK不使用IEEE 802.3定义的用于解决冲突的报文重传机制，该机制会引起传统以太网的不确定行为。

POWERLINK的从站通过获得POWERLINK主站的允许来发送自己的帧，所以不会发生冲突，因为管理节点会统一规划每个节点收发数据的确定时序。

POWERLINK原理

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