為何使用EtherCAT?
EtherCAT獨特的運行機制使其成為“工程師的明智之選”。此外,以下特點對某些應用具有特別的優(yōu)勢。
1. 卓越的性能
總的來說 EtherCAT 是最快的工業(yè)以太網技術,同時它提供納秒級精確的同步。目標系統(tǒng)由總線系統(tǒng)控制或監(jiān)測的所有應用都將從此大大獲益??焖俜磻獣r間減少了處理步驟中的狀態(tài)轉換等待時間,從而顯著提高了應用的效率。最后,相對于設定了相同循環(huán)時間的其他總線系統(tǒng),EtherCAT 系統(tǒng)結構通常能減少 25%-30%的 CPU 負載。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。
2. 靈活的拓撲
在 EtherCAT 應用中,機器結構決定網絡拓撲結構,而非反之。在傳統(tǒng)的工業(yè)以太網系統(tǒng)中,可安裝的交換機和集線器的數(shù)量是有限的,從而限制了整個的網絡拓撲結構。而 EtherCAT 無需交換機或集線器,因此沒有這樣的局限性。簡而言之,EtherCAT 在網絡拓撲方面沒有任何限制。幾乎無限數(shù)量的節(jié)點可以組成線型、樹型、星型拓撲及任何拓撲的組合。由于自動鏈接檢測功能,節(jié)點和網段可在運行中斷開及重新連接——甚至連接到其他地方。線型拓撲可以拓展為環(huán)形拓撲,從而實現(xiàn)線纜冗余。主站設備僅需要第二個以太網口即可實現(xiàn)這種冗余功能,而從站設備已經具備了支持冗余功能的條件。因此可在機器運轉過程中進行設備交換。
3. 簡單且耐用
配置、檢測、維護都與系統(tǒng)的成本息息相關。以太網現(xiàn)場總線使得所有這些任務變得異常簡單:EtherCAT 可以自動配置地址,無需手動配置。低總線負載和點對點的物理層改善了抗電磁干擾的能力。網絡可靠地定位檢測潛在的干擾,從而大大減少了排除錯誤的時間。在啟動時,網絡將目標拓撲與現(xiàn)實拓撲對比從而檢測差異。EtherCAT 出色的性能使得系統(tǒng)配置時降低對網絡調試的需求。由于高帶寬,可以將其他的 TCP/IP 與控制數(shù)據同時傳輸。然而,EtherCAT 并不是基于 TCP/IP 的,因此無需使用 MAC 地址或 IP 地址,更不需要 IT 專家配置交換機或路由器。
4. 集成安全
功能性安全作為一個網絡結構的集成部分?對于 FSoE(Functional Safety over EtherCAT)來說不是問題。FSoE 是得到實際驗證的,自 2005 年就有了通過 TüV 認證的FSOE 設備。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的安全容器(Safety Container),F(xiàn)SoE 也可以應用于其他總線系統(tǒng)。該集成方案及精簡的協(xié)議可降低系統(tǒng)成本。此外,一個非安全要求的控制器可以接受并處理安全數(shù)據。
5. 低成本易實現(xiàn)
EtherCAT 以相當甚至低于傳統(tǒng)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的價格水平提供工業(yè)以太網的特性。對于主站設備硬件僅需要一個以太網端口——而無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商獲得:ASIC 芯片、FPGA,或標準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所有時間關鍵任務,EtherCAT 自身并不向從站設備 CPU 提出任何性能要求,從而降低了設備成本。因為 EtherCAT 不需要交換機或其他有源基礎組件,從而節(jié)省了該類組件及其安裝、配置和維護的成本。
