EtherCAT 介紹 (內容來源 EthetCAT協會)

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Why EtherCAT?

總線不僅是系統架構的核心,並且是決定著整個系統是否能達到最高性能的關鍵!
因以下的特點在多種的應用領域具有強大的優勢:

1. 低成本易實現

EtherCAT 對比於傳統總線系統,擁有相當甚或更低的建置成本。對於主站設備只需要一個乙太網端口——而無需昂貴的接口卡或協處理器。由於開源EtherCAT擁有眾多的會員,基於這個原因可以很方便地取得各種各樣的 EtherCAT 設備及芯片及方案。EtherCAT 是一種通信手段,設備 CPU 性能要求取決於系統規格而非受總線系統需求。且因為 EtherCAT 不需要交換機或其他有源基礎組件,從而節省了成本。

2. 卓越的性能

EtherCAT 是目前最快的工業乙太網技術。透過EtherCAT控制或監測的所有應用都將大大獲益。快速反應時間減少了處理步驟中的狀態轉換等待時間,從而顯著提高了應用的效率,並且它精確的同步能力達奈秒等級。相對於設定了相同循環週期的其他總線系統,EtherCAT 通常能減少 25%-30%的 CPU 負載。

3. 彈性的拓撲

在 EtherCAT 總線系統中,無需交換機或集線器,由設備結構決定拓撲結構,而非在傳統的工業乙太網系統中,可支持的交換機和集線器的數量是有限的,因此限制了網絡拓撲結構的彈性。EtherCAT 在網絡拓撲方面支持線型、樹型、星型拓撲等等。節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形拓撲,從而實現冗余。主站端僅需要第二個乙太網口即可實現這種冗余。

4. 耐用且簡單

總線系統的配置、檢測、維護都與成本息息相關。EtherCAT使得所有這些任務變得異常簡單: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提供了優良的抗電磁干擾的能力。在系統啓動時,實際拓撲將與目標拓樸對比從而檢測差異,可靠地定位檢測潛在的干擾,從而巨幅縮短了除錯的時間。EtherCAT 並不基於 TCP/IP 的,因此無需 MAC 或 IP 地址,更不需要 IT專家 配置交換機或路由器。由於高帶寬,可以將其他的 TCP/IP 與控制數據同時傳輸。

5. 功能安全

EtherCAT集成了功能安全性,FSoE(Functional Safety over EtherCAT)自 2005 年就已經陸續有通過 TÜV 認證的FSOE 設備。FSoE滿足 SIL 3 的要求,且適用於集中和分散控制系統。FSoE 也可以應用於其他總線系統。此外,在一個EtherCAT系統,一個非安全要求的控制器可以接受並處理安全數據。

基於這些原因,EtherCAT廣泛適用於:

  • 機器人
  • 機床
  • 包裝機械
  • 印刷機
  • 塑料製造機器
  • 衝壓機
  • 半導體製造機器
  • 試驗台
  • 測試系統
  • 抓取機器
  • 電廠
  • 變電站
  • 材料處理應用
  • 行李運送系統
  • 舞台控制系統
  • 自動化裝配系統
  • 紙漿和造紙機
  • 隧道控制系統
  • 焊接機
  • 起重機和升降機
  • 農場機械
  • 海岸應用
  • 鋸木廠
  • 窗戶生產設備
  • 樓宇控制系統
  • 鋼鐵廠
  • 風機
  • 傢具生產設備
  • 銑床
  • 自動引導車
  • 娛樂自動化
  • 制藥設備
  • 木材加工機器
  • 平板玻璃生產設備
  • 稱重系統