«Как «молодой» коммуникационный протокол, EtherCAT занял достойное место в сфере промышленной связи благодаря своей высокой производительности, простоте подключения и открытости. Позвольте мне кратко представить EtherCAT».

 

Что такое EtherCAT

 

EtherCAT (Ethernet для технологии автоматизации управления) — это сеть Ethernet реального времени, разработанная компанией Beckhoff в 2003 году. Открытый стандарт теперь управляется технологической группой EtherCAT (ETG), членом которой является TRINAMIC Motion Control. Исходный код Beckhoff остается неизменным, что позволяет устройствам взаимодействовать друг с другом по принципу ведущий/ведомый, что позволяет создавать быстрые и динамичные структуры связи. Поскольку данные используют тот же формат, что и Ethernet, возможно прямое подключение к Ethernet. Никакого специального маршрутизатора или коммутатора не требуется.

 

  Изображение 1

 

Разработка EtherCAT

 

Как коммуникационная технология, монополизирующая офисную сферу, технология Ethernet получила широкое распространение в повседневной информационной жизни и различных сферах бизнеса благодаря своей хорошей универсальности, низкой стоимости, высокой эффективности, высокой надежности и стабильности. Поскольку преимуществ так много, в приложении в области автоматизации есть фатальный недостаток, то есть нельзя гарантировать производительность в реальном времени. В автоматическом управлении объем данных при обмене данными между устройствами обычно невелик, просто чтение и запись некоторых значений переключения или некоторых значений регистров, но часто требуется большая задержка данных, например чтение текущей позиции вращающийся сервопривод, если задержка слишком велика, считанные данные часто сильно отклоняются от текущей позиции. Поскольку Ethernet использует механизм управления доступом к среде CSMA/CD, сложно построить сеть управления в реальном времени.

EtherCAT основан на стандартном физическом уровне Ethernet, но для повышения производительности в реальном времени он преобразуется на уровне канала передачи данных. Характеристики управления 100 осями в реальном времени могут быть менее 100 нс, а точность синхронизации может быть менее 100 нс.

 

Топология шины EtherCAT

  EtherCAT может поддерживать все топологии подключения устройств, такие как линейная, древовидная, кольцевая и звездообразная, а физической средой может быть стандартный Ethernet-кабель 100Base-TX или оптический кабель. При использовании кабелей 100Base-TX расстояние между станциями может достигать 100 м. Ко всей сети можно подключить до 65535 устройств. Используйте технологию полнодуплексной связи Fast Ethernet для формирования кольцевой структуры ведущий-ведомый.

 

Взаимодействие с данными — на лету

Механизм передачи EtherCAT называется «на лету».Если представить сообщение EtherCAT в виде поезда, то каждому вагону с адресом ведомой станции соответствует подсообщение ведомой станции, которой необходимо обменяться данными с ведущей станцией. , Чтение/запись данных станции ведомой станции, тогда есть место, соответствующее адресу данных. Поезд отправляется с главной станции и останавливается на всех станциях (ведомых станциях) пути по очереди.При отсутствии вагона (подсообщения) со своим адресом оборудования поезд будет отправлен на следующую станцию.Если есть является его собственным вагоном, подождите, пока пассажиры сядут и выйдут из вагона. После того, как (данные) будут завершены, отправьте поезд на следующую станцию, а затем вернитесь на начальную станцию ​​после прибытия на конечную станцию, и никакие данные не будут подлежат обмену в процессе возврата.

Ведомое устройство EtherCAT имеет как минимум два интерфейса Ethernet, и данные пересылаются с одного сетевого порта на другой.

 

Особенности EtherCAT

 

Высокоскоростное взаимодействие данных

 

Обработка протокола EtherCAT полностью осуществляется аппаратно, а ASIC протокола можно гибко настраивать, что значительно повышает эффективность работы. Цикл обновления 1000 данных распределенного ввода-вывода составляет всего 30 мкс, включая время цикла терминала. Связь со 100 сервоосями занимает всего 100 мкс. В течение этого времени все оси могут получать заданные значения и данные управления, а также сообщать об их фактическом положении и состоянии.

 

Распределенные часы (функция реального времени)

 

Точная синхронизация особенно важна в распределенных процессах, которые часто требуют одновременных действий, например, когда несколько сервоосей выполняют одновременные задачи связи.

 

горячая ссылка

 

Многие приложения требуют изменения конфигурации ввода-вывода во время выполнения. Например, обрабатывающие центры с изменяющимися характеристиками, инструментальные системы, оснащенные датчиками, интеллектуальное передаточное оборудование, гибкие исполнительные механизмы заготовки и печатные машины с индивидуально отключаемыми печатными секциями и т. д. Система EtherCAT учитывает эти потребности: функция «горячего подключения» позволяет объединять или разъединять участки сети или реконфигурировать их «на лету», тем самым обеспечивая гибкое реагирование на изменяющиеся конфигурации.

 

Дополнительное резервирование кабеля

 

Растущая потребность в повышении доступности системы удовлетворяется дополнительным резервированием кабелей, так что устройства можно заменять без отключения сети. EtherCAT также поддерживает резервные мастера с горячим резервированием. Поскольку ведомые контроллеры EtherCAT автоматически возвращают кадры, как только они обнаруживают прерывание, сбой устройства не приведет к выходу из строя всей сети. Например, цепи защиты кабеля могут быть специально выполнены в виде шлейфов, чтобы предотвратить обрыв провода.

 

открытость

 

Технология EtherCAT не только полностью совместима с Ethernet, но и отличается особой конструктивной открытостью: протокол может сосуществовать с другими протоколами Ethernet, предоставляющими различные услуги, причем все протоколы сосуществуют в одном физическом носителе — обычно только из-за общей производительности сети. небольшая степень. Стандартные Ethernet-устройства могут быть подключены к системе EtherCAT через клеммы коммутатора, что не влияет на время цикла. Устройства с обычными интерфейсами полевой шины можно интегрировать в сеть посредством подключения к ведущим терминалам полевой шины EtherCAT. Вариант протокола UDP позволяет интегрировать устройство в любой интерфейс сокета. EtherCAT — это полностью открытый протокол, признанный официальной спецификацией IEC (IEC/PAS62407).

 

Ebyte Electronic Technology Co., Ltd. специализируется на исследованиях и разработках и производстве модулей беспроводной передачи данных с различными функциями в различных частотных диапазонах.Продукты широко используются в различных сценариях приложений, таких как Интернет вещей, бытовая электроника, промышленный контроль, медицина уход, охранная сигнализация и умный дом. Если у вас есть какие-либо потребности, пожалуйста, обращайтесь по электронной почте: service-ru-@cdebyte.com или посетите веб-сайт: https://www.ru-ebyte.com/Module-SPISOCUART