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發(fā)布日期:2023-11-22 點(diǎn)擊率:244
EtherCAT獨(dú)特的運(yùn)行機(jī)制使其成為“工程師的明智之選”。此外,以下特點(diǎn)對(duì)某些應(yīng)用具有特別的優(yōu)勢(shì)。
總的來(lái)說(shuō) EtherCAT 是最快的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù),同時(shí)它提供納秒級(jí)精確的同步。目標(biāo)系統(tǒng)由總線系統(tǒng)控制或監(jiān)測(cè)的所有應(yīng)用都將從此大大獲益??焖俜磻?yīng)時(shí)間減少了處理步驟中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換等待時(shí)間,從而顯著提高了應(yīng)用的效率。最后,相對(duì)于設(shè)定了相同循環(huán)時(shí)間的其他總線系統(tǒng),EtherCAT 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常能減少 25%-30%的 CPU 負(fù)載。而最好的情況下,EtherCAT 性能可以改善精度,獲得更高的吞吐量,并降低成本。
在 EtherCAT 應(yīng)用中,機(jī)器結(jié)構(gòu)決定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),而非反之。在傳統(tǒng)的工業(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)中,可安裝的交換機(jī)和集線器的數(shù)量是有限的,從而限制了整個(gè)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。而 EtherCAT 無(wú)需交換機(jī)或集線器,因此沒(méi)有這樣的局限性。簡(jiǎn)而言之,EtherCAT 在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞矫鏇](méi)有任何限制。幾乎無(wú)限數(shù)量的節(jié)點(diǎn)可以組成線型、樹(shù)型、星型拓?fù)浼叭魏瓮負(fù)涞慕M合。由于自動(dòng)鏈接檢測(cè)功能,節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)段可在運(yùn)行中斷開(kāi)及重新連接——甚至連接到其他地方。線型拓?fù)淇梢酝卣篂榄h(huán)形拓?fù)?,從而?shí)現(xiàn)線纜冗余。主站設(shè)備僅需要第二個(gè)以太網(wǎng)口即可實(shí)現(xiàn)這種冗余功能,而從站設(shè)備已經(jīng)具備了支持冗余功能的條件。因此可在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中進(jìn)行設(shè)備交換。
配置、檢測(cè)、維護(hù)都與系統(tǒng)的成本息息相關(guān)。以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線使得所有這些任務(wù)變得異常簡(jiǎn)單:EtherCAT 可以自動(dòng)配置地址,無(wú)需手動(dòng)配置。低總線負(fù)載和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的物理層改善了抗電磁干擾的能力。網(wǎng)絡(luò)可靠地定位檢測(cè)潛在的干擾,從而大大減少了排除錯(cuò)誤的時(shí)間。在啟動(dòng)時(shí),網(wǎng)絡(luò)將目標(biāo)拓?fù)渑c現(xiàn)實(shí)拓?fù)鋵?duì)比從而檢測(cè)差異。EtherCAT 出色的性能使得系統(tǒng)配置時(shí)降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)調(diào)試的需求。由于高帶寬,可以將其他的 TCP/IP 與控制數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸。然而,EtherCAT 并不是基于 TCP/IP 的,因此無(wú)需使用 MAC 地址或 IP 地址,更不需要 IT 專(zhuān)家配置交換機(jī)或路由器。
功能性安全作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的集成部分?對(duì)于 FSoE(Functional Safety over EtherCAT)來(lái)說(shuō)不是問(wèn)題。FSoE 是得到實(shí)際驗(yàn)證的,自 2005 年就有了通過(guò) TüV 認(rèn)證的FSOE 設(shè)備。協(xié)議滿足 SIL 3 系統(tǒng)要求,且適用于集中控制和分散控制系統(tǒng)。由于黑色通道的方式及特別精簡(jiǎn)的安全容器(Safety Container),F(xiàn)SoE 也可以應(yīng)用于其他總線系統(tǒng)。該集成方案及精簡(jiǎn)的協(xié)議可降低系統(tǒng)成本。此外,一個(gè)非安全要求的控制器可以接受并處理安全數(shù)據(jù)。
EtherCAT 以相當(dāng)甚至低于傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的價(jià)格水平提供工業(yè)以太網(wǎng)的特性。對(duì)于主站設(shè)備硬件僅需要一個(gè)以太網(wǎng)端口——而無(wú)需昂貴的接口卡或協(xié)處理器。不同形式的 EtherCAT 從站控制器可以從很多供應(yīng)商獲得:ASIC 芯片、FPGA,或標(biāo)準(zhǔn)微處理器的可選總線接口。由于這些便宜的控制器可以承擔(dān)所有時(shí)間關(guān)鍵任務(wù),EtherCAT 自身并不向從站設(shè)備 CPU 提出任何性能要求,從而降低了設(shè)備成本。因?yàn)?EtherCAT 不需要交換機(jī)或其他有源基礎(chǔ)組件,從而節(jié)省了該類(lèi)組件及其安裝、配置和維護(hù)的成本。
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