(1)機(jī)器人

  在機(jī)器人系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人動作的變化，需要對其進(jìn)行路徑規(guī)劃的算法設(shè)計(jì)，由于機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)械參數(shù)不同，例如，各機(jī)械臂長度、工作范圍限制、機(jī)械當(dāng)前位置的差異，路徑規(guī)劃需要確保機(jī)械執(zhí)行能夠最快地到達(dá)指定位置，且每個(gè)軸具有較低的機(jī)械振動，在運(yùn)行過程中及時(shí)反饋當(dāng)前信息，以為下一步的執(zhí)行提供參考。機(jī)器人運(yùn)動過程需要高速的數(shù)據(jù)通信來建立軸與軸之間位置關(guān)系的綁定，這對通信提出了很高的要求，實(shí)時(shí)通信在機(jī)器人系統(tǒng)里得到了最為現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用。

  (2)CNC

  CNC系統(tǒng)的工作是將插補(bǔ)信息通過總線傳遞給每個(gè)伺服軸，在整個(gè)CNC系統(tǒng)里需要更高的通信速度。傳統(tǒng)的CNC系統(tǒng)的速度環(huán)控制往往運(yùn)行在主CPU上，反饋元件如編碼器數(shù)據(jù)回到CNC上位系統(tǒng)，使得對于CNC系統(tǒng)除了計(jì)算插補(bǔ)外，還要計(jì)算速度和位置環(huán)，對于高速系統(tǒng)要求達(dá)到μs級的刷新。由于智能型伺服驅(qū)動器的出現(xiàn)，速度與位置環(huán)的計(jì)算可以在分布式伺服本地執(zhí)行，這使得對總線的需求降低，但是仍然要求達(dá)到百微秒級的刷新。

  (3)多軸同步

  為了降低緣于傳統(tǒng)機(jī)械長軸通過蝸輪蝸桿方式傳遞所帶來的機(jī)械磨損造成的誤差，以及為了更為靈活的工藝切換，無軸傳動技術(shù)得到了更為廣泛的使用。這類系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)運(yùn)動軸之間的高速同步，需要由一個(gè)高速總線來協(xié)調(diào)各個(gè)軸之間的速度與位置關(guān)系。通常這一需求在百微秒級，這需要通信必須在這個(gè)級別上與之匹配。Ethernet Powerlink 在典型的多軸高速運(yùn)動控制系統(tǒng)應(yīng)用，例如，印刷機(jī)械無軸傳動系統(tǒng)，啤酒飲料灌裝系統(tǒng)，全電動注塑成型與中空成型系統(tǒng)，流延膜生產(chǎn)線，化纖設(shè)備高速卷繞，棉紡粗紗、細(xì)紗機(jī)，嬰兒/成人紙尿褲生產(chǎn)線，輪胎成型與裁斷系統(tǒng)，單晶硅/多晶硅多線切割機(jī)等。

  (4)航空與高鐵測試系統(tǒng)的時(shí)序分析

  除了機(jī)器人與機(jī)械系統(tǒng)高速同步需求外，高速測試系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)交換的確定性提出了要求，為了確保在系統(tǒng)故障時(shí)對于各個(gè)子系統(tǒng)和傳感器等數(shù)據(jù)的時(shí)序進(jìn)行分析，以便工程師分析導(dǎo)致系統(tǒng)故障的原因，需要對于數(shù)據(jù)的確定性得到保障，這也是實(shí)時(shí)以太網(wǎng)的最關(guān)鍵應(yīng)用。Ethernet Powerlink由于采用了滿足IEEE1588時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)，且每個(gè)系統(tǒng)刷新過程都需要精確對時(shí)，并給每個(gè)數(shù)據(jù)包打上時(shí)間戳，通過測試軟件可以監(jiān)控到每個(gè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送時(shí)序，從而為系統(tǒng)診斷與調(diào)試提供可靠的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)。典型應(yīng)用，例如，機(jī)載測試系統(tǒng)、高鐵信號采樣系統(tǒng)、路電系統(tǒng)、列車自動控制系統(tǒng)。

  (5)安全應(yīng)用

  Powerlink Safety 即 openSAFETY，它是經(jīng)過TUV 認(rèn)證且滿足IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，open-SAFETY是功能安全通信國際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號為IEC61784-3(注IEC61508定義了功能安全基本的標(biāo)準(zhǔn)，而IEC61784是在IEC61508基礎(chǔ)上滿足安全通信層的標(biāo)準(zhǔn)，openSAFETY的標(biāo)準(zhǔn)是IEC 61784-3，這是因?yàn)镮EC61784也包括了其他一些安全應(yīng)用層協(xié)議，如Profisafe等)，這使得它成為具有經(jīng)過嚴(yán)格認(rèn)證的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由于其獨(dú)特的雙循環(huán)冗余碼校驗(yàn)設(shè)計(jì)，使得其在保證數(shù)據(jù)交換的完整性方面優(yōu)勢突出。帶有時(shí)間戳的數(shù)據(jù)包確保避免了數(shù)據(jù)重復(fù)、插入與時(shí)序混亂的產(chǎn)生，所有安全相關(guān)數(shù)據(jù)均在實(shí)時(shí)監(jiān)控之下，類似一個(gè)看門狗的設(shè)計(jì)保證了數(shù)據(jù)不被丟失和延遲，獨(dú)特的幀設(shè)計(jì)保證其不會造成安全幀與其他數(shù)據(jù)幀產(chǎn)生混亂。

  未來，安全技術(shù)將會成為工業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)。一方面，人性化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要保護(hù)人的生命與免除機(jī)械傷害另一方面，保護(hù)機(jī)器的設(shè)備投資也變得更加重要。安全技術(shù)的典型應(yīng)用領(lǐng)域，例如，汽車生產(chǎn)與制造，輪胎生產(chǎn)線，具有裁切裝置的機(jī)械設(shè)備，如印刷后道、卷筒紙切紙機(jī)構(gòu)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，塑料機(jī)械，啤酒飲料灌裝系統(tǒng)，紡織機(jī)械，如經(jīng)編機(jī)、碳纖維卷繞，物流輸送系統(tǒng)，大型鍛壓與鑄造設(shè)備，數(shù)控機(jī)床等。

  Powerlink 的未來基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，借助于整合標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)技術(shù)，隨著1Gbit/s/10Gbit/s 以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，Powerlink 將向1Gbit/s/10Gbit/s深入發(fā)展。