帶通訊EtherCAT總線伺服電機(jī)BM60004-0NK0

目前有多種用于提供實(shí)時功能的以太網(wǎng)方案：例如，通過較高級的協(xié)議層禁止CSMA/CD存取過程,，并使用時間片或輪詢過程來取代它,。其它方案使用交換機(jī)，并采用精確的時間控制方式分配以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包,。盡管這些解決方案能夠比較快和比較準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)包傳送到所連接的以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn),，但帶寬的利用率卻很低，特別是對于典型的自動化設(shè)備,，因?yàn)榧词箤τ诜浅Ｐ〉臄?shù)據(jù)量,，也必須要發(fā)送一個完整的以太網(wǎng)幀,。而且，重新定向到輸出或驅(qū)動控制器,，以及讀取輸入數(shù)據(jù)所需的時間主要取決于執(zhí)行方式,。通常也需要使用一條子總線，特別是在模塊化I/O系統(tǒng)中,，這些系統(tǒng)與Beckhoff K-總線一樣,，通過同步子總線系統(tǒng)加快傳輸速度，但是這樣的同步將無法避免引起通訊總線傳輸?shù)难舆t,。

通過采用EtherCAT技術(shù)， Beckhoff突破了其它以太網(wǎng)解決方案的這些系統(tǒng)限制：不必再像從前那樣在每個連接點(diǎn)接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包,，然后進(jìn)行解碼并復(fù)制為過程數(shù)據(jù),。當(dāng)幀通過每一個設(shè)備（包括底層端子設(shè)備）時，EtherCAT從站控制器讀取對于該設(shè)備十分重要的數(shù)據(jù),。同樣,，輸入數(shù)據(jù)可以在報(bào)文通過時插入至報(bào)文中。在幀被傳遞 （僅被延遲幾位）過去的時候,，從站會識別出相關(guān)命令,，并進(jìn)行處理。此過程是在從站控制器中通過硬件實(shí)現(xiàn)的,，因此與協(xié)議堆棧軟件的實(shí)時運(yùn)行系統(tǒng)或處理器性能無關(guān),。網(wǎng)段中的zui后一個EtherCAT從站將經(jīng)過充分處理的報(bào)文返回，這樣該報(bào)文就作為一個響應(yīng)報(bào)文由*個從站返回到主站,。

從以太網(wǎng)的角度看,，EtherCAT總線網(wǎng)段只是一個可接收和發(fā)送以太網(wǎng)幀的大型以太網(wǎng)設(shè)備。但是,，該“設(shè)備”不包含帶下游微處理器的單個以太網(wǎng)控制器,，而只包含大量的EtherCAT從站。與其它任何以太網(wǎng)一樣,，EtherCAT不需要通過交換機(jī)就可以建立通訊,，因而產(chǎn)生一個純粹的EtherCAT系統(tǒng)。

EtherCAT在網(wǎng)絡(luò)性能上達(dá)到了一個新的高度,。1000個分布式I/O數(shù)據(jù)的刷新周期僅為30μs,，其中包括端子循環(huán)時間。通過一個以太網(wǎng)幀,，可以交換高達(dá)1486字節(jié)的過程數(shù)據(jù),，幾乎相當(dāng)于12000個數(shù)字量I/O。而這一數(shù)據(jù)量的傳輸僅用300μs,。

與100個伺服軸的通訊只需100μs,。在此期間,，可以向所有軸提供設(shè)置值和控制數(shù)據(jù)，并報(bào)告它們的實(shí)際位置和狀態(tài),。分布式時鐘技術(shù)保證了這些軸之間的同步時間偏差小于1微秒,。

利用 EtherCAT 技術(shù)的優(yōu)異性能，可以實(shí)現(xiàn)用傳統(tǒng)現(xiàn)場總線系統(tǒng)所無法實(shí)現(xiàn)的控制方法,。這樣,，通過總線也可以形成超高速控制回路。以前需要本地硬件支持的功能現(xiàn)在可在軟件中加以映射,。巨大的帶寬資源使?fàn)顟B(tài)數(shù)據(jù)與任何數(shù)據(jù)可并行傳輸,。EtherCAT技術(shù)使得通訊技術(shù)與現(xiàn)代高性能的工業(yè)PC相匹配?？偩€系統(tǒng)不再是控制理念的瓶頸,。分布式I/O的數(shù)據(jù)傳遞超過了只能由本地I/O接口才能實(shí)現(xiàn)的性能。

這種網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)勢在有相對中等的計(jì)算能力的小型控制器中較為明顯,。EtherCAT的高速循環(huán),，可以在兩個控制循環(huán)之間完成。因此,，控制器總有可用的輸入數(shù)據(jù),，輸出編址的延遲zui小。在無需增強(qiáng)本身計(jì)算能力的基礎(chǔ)上,，控制器的響應(yīng)行為得到顯著改善,。

EtherCAT技術(shù)的原理具備擴(kuò)展性，不束縛于100M帶寬-擴(kuò)展至G兆位的以太網(wǎng)也是可能的,。

EtherCAT 替代 PCI：

隨著PC組件小型化的加速發(fā)展,，工業(yè)PC的體積主要取決于所需要的插槽數(shù)目。

高速以太網(wǎng)帶寬以及EtherCAT通訊硬件（EtherCAT從站控制器）數(shù)據(jù)帶寬的利用,，開辟了新的應(yīng)用可能性：通常位于IPC中的接口被轉(zhuǎn)移到EtherCAT系統(tǒng)中的智能化接口端子上,。除分散式I/O、軸和控制單元外,，現(xiàn)場總線主站,、高速串行接口、網(wǎng)關(guān)和其它通訊接口等復(fù)雜系統(tǒng)可以通過PC上的一個以太網(wǎng)端口進(jìn)行尋址,。甚至對無協(xié)議變體限制的其它以太網(wǎng)設(shè)備也可通過分布式交換機(jī)端子進(jìn)行連接,。工業(yè)PC主機(jī)體積越來越小,，成本也越來越低,，一個以太網(wǎng)接口足以應(yīng)對所有的通訊任務(wù)。

用以太網(wǎng)代替PCI現(xiàn)場總線設(shè)備（PROFIBUS,、CANopen,、DeviceNet,、AS-i等）通過分布式現(xiàn)場總線主站端子進(jìn)行集成,。不使用現(xiàn)場總線主站節(jié)省了PC中的PCI插槽。