【正文】 址，還可以對驅(qū)動和控制單元以及現(xiàn)場總線主站、快速串行接口、網(wǎng)關(guān)和其它通訊接口等復(fù)合系統(tǒng)進行編址。EtherCAT的分布式時鐘精確同步對于同時動作的分布過程而言尤為重要，例如，幾個伺服軸在同時執(zhí)行協(xié)調(diào)運動時便是如此。采用EtherCAT 后，數(shù)據(jù)交換就完全基于純硬件機制。詳情請參閱：這樣，速度的精確計算就不再受到通訊系統(tǒng)的同步誤差值影響，其精度要高于 基于自由同步誤差的通訊測量技術(shù)。因此EtherCAT的主站設(shè)備不需針對時鐘使用特殊的硬件，可以用軟件實現(xiàn)在任何標(biāo)準(zhǔn)的的以太網(wǎng)MAC，即使沒有特殊的通訊協(xié)處理器也沒有關(guān)系。內(nèi) 部時鐘，當(dāng)訊息回來時會再閂鎖內(nèi)部時鐘一次。最后主站送出一個讀寫系統(tǒng)時鐘的廣播訊息，會使第一個從站的 時鐘為參考時鐘，其他從站的內(nèi)部時鐘會調(diào)整到和第一個從站相同。這樣，在后續(xù)的某個約定的時間，一起做某事，才能確保是同步去做的。EtherCAT 系統(tǒng)的 協(xié)議結(jié)構(gòu)中已經(jīng)考慮到了這些需求：熱 連接功能可以將網(wǎng)絡(luò)的各個部分連在一起或斷開，或“飛速”進行重新組態(tài)， 針對不斷變化的組態(tài)提供靈活的響應(yīng)能 力。當(dāng)設(shè)備或電纜發(fā)生故障時，也僅需一個周期即可 完成切換。例如，拖鏈設(shè)備可以配置為分支拓?fù)湟苑谰€纜斷開。為了實現(xiàn)EtherCAT 安全數(shù)據(jù)通訊，我們開放了Safety over EtherCAT 協(xié)議，EtherCAT安全通信協(xié)議已經(jīng)在ETG組織內(nèi)部公開。相應(yīng)的產(chǎn)品相關(guān)要求也必須考慮進來。這個“容器”在設(shè)備的應(yīng)用層被安全地解析。傳輸周期可根據(jù)要求縮短，不會影響殘留誤差率。安全元件在自動化系統(tǒng)中所需要的任意地方都可以使用。這樣不用安全擴展的標(biāo)準(zhǔn) PLC可以繼續(xù)處理控制任務(wù)。只有快速而準(zhǔn)確地檢測出故障，并明確標(biāo)明其所在位置，才能快速排除故障。因此，在EtherCAT 的研發(fā)過程中，特別注重強化診斷功能。除斷點檢測和定位之外，EtherCAT 系統(tǒng)的協(xié)議、物理層和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還可以對各個傳輸段分別進行品質(zhì)監(jiān)視，與錯誤計數(shù)器關(guān)聯(lián)的自動評估還可以對關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)段進行精確定位。不會影響 周期時間。UDP 協(xié)議變體允許設(shè)備整合 于任何 插槽接口中。EtherCAT的開放性EtherCAT 技術(shù)不僅完全兼容以太網(wǎng)，而且 在“設(shè)計”之初就具備良好的開放性特 征：該協(xié)議可以在相同的物理層網(wǎng)絡(luò)中包容其它基于以太網(wǎng)的服務(wù)和協(xié)議，通常 可將其性能損失降到最小。由于整合的拓?fù)渥R別過程已延伸至各個端子，因此，這種檢查不僅可以在系統(tǒng)啟動期間進行，也可以在網(wǎng)絡(luò)自動讀取時進行 （配置上載）。網(wǎng)絡(luò)的診斷能力對于提高網(wǎng)絡(luò)可靠性和縮短調(diào)試時間 — 從而降低總成本 — 來說至關(guān)重要。 提供EtherCAT安全功能的產(chǎn)品已經(jīng)于2005年就上市了。這節(jié)約了昂貴的安全PLC所帶來的成本，并可以根據(jù)當(dāng)前任務(wù)隨意裁剪邏輯功能。可以根據(jù)需求使用安全或非安全總線端子擴展額外的輸入和輸出。一個主站能建立并監(jiān)控多個不同從站的連接。這符合IEC617843附件中的模型A。傳輸介質(zhì)被認(rèn)為是“黑色通道”而不被包括在安全協(xié)議中。V）鑒定為符合IEC61508 定義的SIL3 等級要求。此安全通訊是以EtherCAT的應(yīng)用層為基礎(chǔ)，不會影響底層的通訊協(xié)定。EtherCAT也支持熱備份的主站冗余。EtherCAT也支持熱備份的主站冗余。EtherCAT支持熱連接許多應(yīng)用都需要在運行過程中改變I/O組態(tài)。系統(tǒng)時鐘是一個64位元的計時器，計數(shù)內(nèi)容是從2000年1月1日0點0分開始所經(jīng)過的時間，單位是奈秒（ns）。為了消除抖動的影響及求得平均值，主站會盡可能的多次進行上 述的程序。若使用環(huán)狀拓?fù)?，所有從站會在收到訊息時同步性與一致性：相距電纜長度為有120米的兩個分布系統(tǒng)，帶有300個節(jié)點的示波器比較：為了系統(tǒng)的同步，EtherCAT協(xié)定中有提供分散式時鐘機制，即使通訊循環(huán)周期有抖動，時鐘的抖動遠小于1181。當(dāng)采樣時間非常短暫時，即使是出現(xiàn)一個很小的位置測量瞬時同步偏差，也會導(dǎo)致速度計算出現(xiàn)較大的階躍變化，例如，運動控制器通過順序檢測的位置計算速度便是如此。分布式時鐘基于該值進行調(diào)整，這意味著可以在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)使用非常精確的、信號抖動小于1 微秒的、確定性的同步誤差時間基。 最有效的同步方法是精確排列分布時鐘。由于一個以太網(wǎng)接口足以滿足整個外圍設(shè)備的通訊。 由于使用100BASETX的以太網(wǎng)物理層，二個設(shè)備之間的距離可以到100米，一個EtherCAT區(qū)段的網(wǎng)絡(luò)最多可以有65535個設(shè)備。若設(shè)備沒偵測到其下游有其他設(shè)備，從站的控制器會自動關(guān)閉對應(yīng)的埠并回傳以太網(wǎng)幀。由于連接的設(shè)備數(shù)量可高達65535， 因此，網(wǎng)絡(luò)的容量幾乎沒有限制。當(dāng)然，仍然可以使用傳統(tǒng)的、基于以太網(wǎng) 的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。EtherCAT的拓?fù)淇偩€形、樹形或星型：EtherCAT支持幾乎任何類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。簡言之：EtherCAT的周期時間短，是因從站的微處理器不需處理以太網(wǎng)的封包。而即使是在保證這種性能的情況下，帶寬仍足以實現(xiàn)異步通訊，如TCP/IP、下載參數(shù)或上載診斷數(shù)據(jù)。單個以太網(wǎng)幀最多可進行1486字節(jié)的過程數(shù)據(jù)交換，幾乎相當(dāng)于12000個數(shù)字輸入和輸出，而傳送這些數(shù) 據(jù)耗時僅為300 181。無需增強本身的運算能力，控制器的響應(yīng)行為就能夠得到顯著改善。EtherCAT 使通訊技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)PC 所具有的超強計算能力相適應(yīng)，總線系統(tǒng)不再是控制理念的瓶頸，分布式I/O 可能比大多數(shù)本地I/O 接口運行速度更快。超高性能的EtherCAT 技術(shù)可以實現(xiàn)傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)無法迄及的控制理念。s。EtherCAT的性能EtherCAT 使網(wǎng)絡(luò)性能達到了一個新境界。在端子排末端，物理總線特性被轉(zhuǎn)換回100BASETX 標(biāo)準(zhǔn)。過程接口可從1 位擴展到64 kbyte。應(yīng)用層主要根據(jù)需要選擇合適的微處理器芯片 ESC 物理層使用的接口模式分為兩種:一種是 MII (Media IndependentInterface)接口,另一種是 EBUS 接口。 1 EtherCAT 協(xié)議系統(tǒng)主站組成 EtherCAT 協(xié)議系統(tǒng)的主站可以是任何可以控制標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的工業(yè)設(shè)備；主站可以是小型嵌入式控制器、小型 PLC、任何基于 PC 的應(yīng)用等 以太網(wǎng)控制芯片(Retaltek RTL8102)集成了物理數(shù)據(jù)收發(fā)器,使用起來比較方便 電信號傳輸可以采用100BASETX標(biāo)準(zhǔn)連接以太網(wǎng)(最長為 100m,帶變壓器耦合),也可以使用 LVDS(Low VoltageDifferential Signaling)在物理層上傳輸。而相反，Ethernet/IP不論是在軟件還是硬件上都是標(biāo)準(zhǔn)和開放的，國內(nèi)的工業(yè)以太網(wǎng)制造商還是選擇EtherNet/IP為好，至于最終用戶的選擇，當(dāng)然是從可靠性、價格、兼容性和可替換性方面考慮，可靠性方面，二者沒有明顯區(qū)別，在其它方面Ethernet/IP具有明顯的優(yōu)勢一 第一部分 EtherCAT 協(xié)議系統(tǒng)整體組成 德國倍福公司提出了以太網(wǎng)控制自動化技術(shù),即 EtherCAT 技術(shù),在數(shù)據(jù)鏈路層使用實時性調(diào)度的軟核,并采用了雙端口 RAM 傳輸過程數(shù)據(jù)傳輸,提高了系統(tǒng)的實時性. 主站由帶有普通網(wǎng)卡的計算機組成,主要負(fù)責(zé)向從站的發(fā)送 EtherCAT 數(shù)據(jù)幀,從而進行與從站的互動。我個人認(rèn)為，最后一定是大西洋兩岸的兩大巨人之間的角力，就像以前的現(xiàn)場總線戰(zhàn)爭，最后還不是Profibus