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案例库 · 工程与运营 · 技术决策 · 2003–2007

EtherCAT 在帧通过时即时处理,击败了现场总线的延迟

倍福的 EtherCAT 让每个从站都能在帧经过时读写数据,将周期时间缩短到 100µs 以下;它成为了 IEC 61158 标准。

Beckhoff Automation · EtherCAT Technology Group

那一手

21世纪初的工业网络遵循存储转发的模式:每个设备接收整个数据包,处理后再转发,在每个节点都增加延迟——这对同步运动控制是致命的。贝克霍夫自动化公司围绕相反的理念设计了 EtherCAT(以太网控制自动化技术):即时处理。

单个 EtherCAT 帧按顺序穿过所有设备;每个从站读取发往自己的数据,并在帧经过时由硬件插入自己的数据,只增加传播延迟。EtherCAT 技术集团的规范报告称,有效数据率高达 90% 以上,周期时间低于 100µs,抖动小于 1µs,并且全部使用标准以太网电缆。

EtherCAT 于 2003 年推出,2007 年成为 IEC 61158 标准,并通过 EtherCAT 技术集团向业界开放,其成员包括自动化和测量设备供应商——包括 DEWETRON,该公司构建了测量模块,可作为从站加入现有的 EtherCAT 网络。

为什么管用

  • 即时处理去掉了每个节点的存储转发,从而降低了延迟。
  • 标准以太网布线意味着无需投入特殊的基础设施。
  • 硬件处理使得周期时间可预测,不受从站软件影响。
  • 开放的用户组加上 IEC 标准化,让买家有了安全的长远保障。
值了多少不要让数据包停下来,让线路完成工作聪明

可以搬走什么

当延迟成为瓶颈时,消除每个节点的处理步骤比购买更快的硬件更有效;去掉一个步骤的设计赢得了标准。

后来呢

EtherCAT 从运动控制扩展到测量、机器人和测试系统;技术集团的成员将其集成到驱动器、I/O 和数据采集产品中,该协议仍是 IEC 标准,并增加了通过电缆供电的扩展,同时保持向后兼容。

资料来源

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