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实时以太网: 超高速以太网直达端子模块
Beckhoff 公司的实时以太网技术 EtherCAT(用于控制与自动化技术的以太网)具有性能优异、拓扑结构灵活和组态简单等特点。EtherCAT 突破了传统现场总线系统的限制,设立了新的标准: 由于采用了以太网和互连网技术,EtherCAT 可在 30μs 内处理 1000 个分布式 I/O,网络规模几乎无限,可实现最佳纵向集成。通过 EtherCAT,高成本的以太网星形拓扑结构可以用简单的总线形或树形结构代替,且无需昂贵的专用组件。所有类型的以太网设备都可通过一台交换机或交换机端口进行集成。
其它实时以太网方法则需要专用主站或扫描卡,EtherCAT 通过非常经济有效的标准以太网卡(NIC)进行管理。
 
EtherCAT 组件
在硬件方面,例如,EtherCAT 端子模块内部集成了 EtherCAT 技术。防护等级为 IP 20 的 I/O 系统采用的是久经验证的 Beckhoff 总线端子模块系统外壳。与总线端子模块不同(现场总线协议数据在总线耦合器中被转换到内部的、独立于现场总线的端子模块总线),一直到每个 EtherCAT 端子模块的都使用完整的 EtherCAT 协议。除带有 E-bus 接口的 EtherCAT 端子模块之外,也可通过 EtherCAT 总线耦合器 BK1120 来连接带有 K-bus 接口的成熟的标准总线端子模块。这样可确保 Beckhoff 新老产品与广泛使用的系统之间的兼容性和连续性, 为您现有和未来的投资提供有力保障。
EtherCAT 技术将会集成到以后的 Beckhoff 组件中,如防护等级为IP 67 的现场总线端子盒。而 Beckhoff 工业 PC、CX 系列的嵌入式 PC 、带控制功能的控制面板以及以太网 PCI 卡,已经集成有此处所提到的 EtherCAT 功能。Beckhoff 也提供带有 EtherCAt 接口的伺服驱动器。
 
 
 
 
EtherCAT – 用于实现自动化的超高速通讯 I/O
技术亮点
· 以太网直达端子模块 – 具有完全连续性
· 以太网过程接口可从 2 位扩展到 64 kB
· 第一款真正的现场级以太网解决方案
 
性能
· 12 μs 内 256 个数字量 I/O
· 30 μs 内 1000 个数字量 I/O
· 50 μs 内 200 个模拟量 I/O(16 位),相当于 20 kHz 采样率
· 100 μs 内 100 个伺服轴
· 350 μs 内 12,000 个数字量 I/O
· 流通量:10 kbyte/ms,分配给 1500 个设备
 
拓扑结构
· 总线形、树形或星形拓扑结构
· 可容纳多达 65,535 个设备
· 网络规模:几乎无限(> 500 km)
· 有无交换机均可运行
· 经济高效的电缆敷设:标准以太网连接电缆(CAT5)
· 双绞线电缆物理层:
· 以太网 100base-TX,两个设备之间最大距离为100 m
· 选项:光缆长度有 50 至 2000 m 可选
· 支持总线网段的热插拔
 
地址空间
· 网络范围的过程映像:4 Gbyte
· 设备过程映像:2 位至 64 kbyte
· 地址分配:可自由组态
· 设备地址选择:通过软件自动进行
 
协议
· 直接内置于以太网帧内的优化协议
· 完全由硬件实现
· 用于路由和接口:UDP 数据报文
· 传递时进行处理
· 用于精确同步的分布式时钟
· 时间戳数据类型,用于纳秒范围内的分辨率
· 用于高分辨率测量的过采样数据类型
 
诊断
· 断点检测
· 连续的“线路质量”测量能够精确定位传输故障
 
接口
· 用于标准以太网设备的交换机端子模块
· 用于现场总线设备的现场总线端子模块
· 分布式串行接口
· 通讯网关
 
开放性
· 与以太网完全兼容
· 可以通过交换机和路由器运行
· 可以与其它协议混合运行
· 互联网技术(Web 服务器、FTP 等)
· 可与现有的总线端子模块系列兼容
· 协议完全公开
· EtherCAT 是 IEC 技术规范
 
EtherCAT 技术组织
· 国际公司组织
· 包括用户和制造厂商
· 为技术开发提供支持
· 保障互操作性
· 整合设备行规