【EtherCAT理論篇】一、EtherCAT現場總線概述

1、EtherCAT介紹

     EtherCAT現場總線協議是由德國倍福公司在2003年提出的,該通訊協議拓撲結構十分靈活,數據傳輸速度快,同步特性好,可以形成各種網絡拓撲結構。EtherCAT協議自從推出以來,憑藉其優異的性能得到了工控領域的廣泛關注,並且取得了長足的發展。在2003年,EtherCAT協議推出之後,同年便成立了EtherCAT官方的技術支持協會EtherCAT Technology Group,簡稱ETG,截止到2014年爲止,全球ETG會員已經超過3000家,僅在中國就已經超過400家。在2014年10月, EtherCAT現場總線成爲GB/T 31230即中國認可的國家標準,這標誌着EtherCAT技術在我國以致全世界範圍內,都已經有了極大的影響力。可以看出,從EtherCAT技術從誕生之日起,在過去的短短十多年時間裏快速發展壯大,已經佔據了很大的市場份額,這充分證明了EtherCAT現場總線卓越的性能和出色的質量。

2、EtherCAT特性

(1)完全符合以太網標準。EtherCAT是對傳統的以太網協議進行修改,因此可以與其他以太網協議並存於統一總線。EtherCAT網絡中也可以使用普通的以太網設備,例如以太網線、以太網卡、交換機、路由器等設備。此外,任何具有標準以太網控制器的設備都可以作爲EtherCAT 主站,包括PC計算機、帶有以太網控制器的嵌入式設備。

(2)卓越的性能。EtherCAT是基於以太網技術,數據傳輸速度可以達到100Mbit/s,是最快的工業以太網技術。EtherCAT最大利用以太網帶寬進行數據傳輸,有效數據利用率高,可達90%以上。另外EtherCAT數據幀處理的實時性很高,數據刷新週期小於100us,滿足對實時性要求高的場合。此外,EtherCAT使用高精度的分佈式時鐘,能保證各個從站節點設備的同步精度小於1us。

(3)簡單、低成本。EtherCAT結構簡單,而無需交換機或集線器,複雜功能的節點設備或簡單的I/O節點都可以用作EtherCAT從站。此外EtherCAT在網絡拓撲方面沒有限制,支持多種網絡拓撲結構,如線型、星型、樹型拓撲結構,以及各種拓撲結構的組合,從而使得設備連接非常靈活。

3、與其他實時以太網的對比

     根據對比分析可以得出,EtherCAT 實時工業以太網各方面性能都很突出:具有極小的循環時間、高同步性、易用性和低成本。這使其在機器人控制、數控機牀等領域具有很大的應用價值。
 

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