EtherCAT

Vznik	2003
Vývoj	EtherCAT Technology Group (ETG)
Založen na	Ethernetu
Použití v PLC	Beckhoff

EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) je průmyslová sběrnice založena na Ethernetu a vyvinutá společností Beckhoff Automation. Protokol je standardizován v IEC 61158 a je vhodný pro výměnu dat v reálném čase v automatizační technice.

Cílem při vývoji EtherCAT bylo použít Ethernetu pro automatizační aplikace vyžadující krátké doby aktualizace dat (s doby cyklu; ≤ 100 μs) s nízkým jitterem komunikace (pro účely přesné synchronizace; ≤ 1 μs) a sníženými náklady na hardware. Typickými oblastmi použití pro EtherCAT jsou řízení strojů (např. tváření kovů, balení, vstřikování, montážní systémy, tiskařské stroje, robotika).

Principy fungování

Princip komunikace EtherCATu je založen na technologii "processing on the fly". To znamená, že data jsou zpracovávána během přenosu dat. Každé EtherCAT zařízení přidává svá data do Ethernetového rámce, který je posílán na další zařízení v řetězci. Každé zařízení zpracovává data, která potřebuje, a přidává svá data do Ethernetového rámce, který je posílán na další zařízení v řetězci. Tento proces umožňuje rychlý a spolehlivý přenos dat v reálném čase.

  

Protokol

Protokol EtherCAT je optimalizován pro procesní data a je přenášen přímo v rámci standardního Ethernetového rámce IEEE 802.3 pomocí Ethertype 0x88a4. Může se skládat z několika dílčích telegramů, z nichž každý obsluhuje určitou paměťovou oblast obrazů logického procesu, která může mít velikost až 4 GB. Posloupnost dat je nezávislá na fyzickém pořadí uzlů v síti; adresování může být v libovolném pořadí. Broadcast, multicast a komunikace mezi slave zařízeními je možná, ale musí být iniciována hlavním zařízením.

Výkon

Výměna procesních dat s 1000 distribuovanými digitálními I/O trvá asi 30 μs, což je typické pro přenos 125 bajtů přes 100Mbit/s Ethernet. Řízení pohonů o 100 osachách, zvládá s taktem až 10 kHz. Typické rychlosti aktualizace sítě jsou 1–30 kHz. Využití šířky pásma je maximalizováno, protože každý uzel a každá data nevyžadují samostatný rámec. Tak jsou dosažitelné extrémně krátké doby cyklu ≤ 100 μs. Použitím plně duplexních funkcí 100BASE-TX lze dosáhnout efektivních datových rychlostí více než 100 Mbit/s. Princip technologie EtherCAT je škálovatelný a není vázán na 100 Mbit/s. EtherCAT G a 10G jsou nová rozšíření standardního EtherCAT využívající infrastrukturu 1Gb/s a 10Gb/s pro výrazně větší šířku pásma, aby vyhovovala potřebám IIoT a Průmyslu 4.0.

Topologie

EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) podporuje různé topologie, které se mohou lišit v závislosti na konkrétní aplikaci. Základní topologií je lineární topologie, která se používá pro jednoduché aplikace s malým počtem zařízení. Další topologií je hvězdicová topologie, která se používá pro aplikace, kde je potřeba snadná instalace a údržba. Existují také další topologie, jako jsou stromová topologie a smyčková topologie, které se používají pro složitější aplikace.

Lineární topologie

Lineární topologie EtherCATu se používá pro jednoduché aplikace s malým počtem zařízení. V této topologii jsou zařízení propojena v řadě, kde každé zařízení přijímá a odesílá data dál. Tato topologie je jednoduchá a levná, ale může být citlivá na rušení a může mít omezený dosah.

Hvězdicová topologie

Hvězdicová topologie EtherCATu se používá pro aplikace, kde je potřeba snadná instalace a údržba. V této topologii jsou zařízení propojena do centrálního uzlu, který slouží jako rozbočovač pro přenos dat. Tato topologie umožňuje snadnou instalaci nových zařízení a umožňuje jednoduchou údržbu, ale může být citlivá na výpadek centrálního uzlu.

Stromová topologie

Stromová topologie EtherCATu se používá pro složitější aplikace, kde je potřeba propojit více lineárních topologií do jedné sítě. V této topologii jsou zařízení propojena do stromové struktury, kde každé zařízení může být připojeno k jinému zařízení.

Z našeho portfolia dokážeme pro Ethernet/IP nabídnout: 

Propojení sítí EtherCAT

Anybus X-brány umožňují připojení vašeho zařízení nebo sítě EtherCAT k mnoha dalším sběrnicím nebo průmyslovým Ethernetovým sítím.

Propojení sériových nebo CAN-based zařízení s EtherCAT

Anybus Communicator je samostatný protokolový konvertor, který vám umožní připojení vašeho ne-síťového nebo CAN-based zařízení k EtherCAT.

Vestavěné řešení pro připojení k EtherCAT

Integrujte připojení k EtherCAT do vašich průmyslových zařízení

Anybus CompactCom - revoluční řada CompactCom 40 je založena na oceněném síťovém procesoru Anybus NP40. Je vhodná nejen pro obecné ale i pro náročné aplikace EtherCAT s rychlými cykly sítě a synchronizačními požadavky.