以态网将在 Beckhoff 的 TwinCAT 控制系统中被看作为下一阶段的“现场总线”。除强烈的实时需求之外，它允许“在相同的导线”中使用标准组件。BK9000 以态网总线耦 合器和 AX2000-B900 伺服放大器是首批得益于实时能力的现场总线组件。新的网络变量 加速了控制器之间的实时数据交换，并使得它能很容易地实现与其他的数字输入进行连接。 Beckhoff 的以态网产品已经使用了多年，并且越来越流行。在工业中使用办公室以态网标准通讯方法的优点十分显著： | 使用标准的硬件组件 | 利用标准的协议 | 数据传输率高 | 可直截了当地通过因特网链接到世界各地 | 远程维护和诊断 通过以态网实现通讯，现在已经可以在工业自动化控制中被接受，并且很多组织和协会 也把它们纳入了专题进行考虑。然而，缺乏有效的实时能力是一个问题，它限制了以态网在传统的现场总线领域中使用。一些技术在某种程度上实现了实时能力，但都是基于专用系统的，并且不能允许标准的组件和协议同时使用。“实时能力” 在控制理论中被看作是灵活的特征表现。“实时” 在很大程度上取决于所使用的自动化组件的特定的应用和控制回路。但是，从自动化工程的角度，以及现场总线专家 Beckhoff 已经提供的相反的背景材料看，大致可划分如下： | 周期时间要求最严格的情况是50 µs，其允许的后沿跳跃时间 (期望的周期时间偏差) 大 约为10 µs。若要实现比该要求更短的周期时间，目前只能借助于专用硬件来实现，而不是 直接通过现场总线来实现。 | 用于定位控制驱动的典型周期时间必须在(1-4 ms)范围内，此时，后沿跳跃时间必须小于20 µs。 | 纯PLC应用经常需要的周期时间不会小于10 ms； 相应地，其后沿跳跃时间可能会较长， 并且可达到毫秒级范围。 | 控制器和监视系统之间的数据通讯通常可以使用秒级的周期时间满足其要求。事实上，它并不被组态为周期性的方式，而是采用事件驱动方式。 | 远程服务和诊断也须引起注意。这里的周期时间、后沿跳跃时间相对于反应时间而言均较小。一般情况下均可以通过网络边界进行通讯。 从所使用的设备和协议的观点看，TwinCAT 自动化软件提供了实时以态网的手段，它 使得前面提到的所有通讯需求，利用一种和相同的技术均可得到满足。 工作原理TwinCAT 网络卡驱动被链接到系统中，其方式看起来是作为网络驱动，和操作系统兼容，同时也是一个 TwinCAT 现场总线卡。内部的优先级系统和缓冲区被提供给发送端 它始终都能找到一个自由的发送通道用于来自实时系统的以态帧进行队列排序。如果时间允许，操作系统的以态帧可在“间隙”中发送。 在接收端，所有接收的以态帧都由 TwinCAT I/O 系统进行检查，那些与实时相关的以态帧均被滤波掉。所有其它的以态帧在检查之后传递给操作系统，而实时系统的上下文则在外部。使用商用交换机，支持速率为100 M 位/秒的所有全双工操作，发送的帧以相同的延时被传送到接收端。交换机可以保证避免冲突并且只有延时发生。在周期性的控制系统中，只需保证相关的输入信息在下一个周期开始之前更新即可。至于信息何时到达，或以何种顺序到达则无关紧要。如果参与的设备数量或帧速率被限定在所要求的周期时间内，则带预处理能力的以态网实时通讯可以满足其要求。