首页 - 关于我们 - 新闻活动 - 深度丨EtherCAT——驶入智能制造时代的“高速列车”

深度丨EtherCAT——驶入智能制造时代的“高速列车”

2020-1-10新闻

        EtherCAT(以太网控制自动化技术)作为当前工业总线领域最受瞩目的通讯协议之一,受到了全球设备提供商和最终用户的青睐与重视。基于EtherCAT协议的控制系统、伺服驱动、运动控制等解决方案和产品不断被推出。


据统计:

>全球提供EtherCAT主站产品的供应商官方登记的有201;

>提供EtherCAT伺服驱动器的供应商有163,共500多个种类

>提供EtherCAT模块(I/O的有116,共1000多个种类

        EtherCAT总线,2003年由德国倍福公司研发并应用于自动化领域,2007年成为国际标准(IEC/PAS62407)随后进入中国市场,2014年正式转化为中国推荐性国家标准(即GB/T31230.1-.6-2014《工业以太网现场总线EtherCAT》 )。历经十余年的发展,EtherCAT技术协会(ETG),在中国大陆及台湾地区累计会员已达788家。目前可谓是EtherCAT高速发展阶段。


开放性和一致性成为EtherCAT绝杀技

        无论是全球还是在中国市场,EtherCAT都极其成功的。除却产品本身的技术优势以外,EtherCAT业绩取得如此迅猛增长的驱动力主要是其开放性和一致性,这也是其它以太网技术所无法比拟的。

        EtherCAT的开放性不仅体现在从站层面,且主站技术也是对外开放的,EtherCAT主站供应商已达到200多家。不管是设备制造商、集成商还是最终用户都可以将EtherCAT技术引入到其主站控制器和从站产品中,从而增强产品的竞争力和制造力。与此同时,EtherCAT开放的接口允许集成任何在主站内部或直接进入从站设备的基于IT的协议,最终实现从传感器到云的直接链路而不会有协议间断。

        在一致性方面,EtherCAT技术尽管在不断地进行细节完善和革新,但自2003年面世以来始终只有一个版本。后续引入到EtherCAT协议中的新特性都会保证与之前EtherCAT协议中的一致性和持续性,避免了不同版本的不兼容性。

        基于以上两项优势有效地促进了EtherCAT技术实现更广泛的应用。


EtherCAT直击竞争力提升的有力武器

        EtherCAT是一种直达I/O级的实时以太网自动化技术,无需下挂子系统,没有网关延时,包括输入输出、传感器、驱动器及显示单元等所有设备都位于同一条总线上。


EtherCAT的主要优点:

1.   高带宽利用率:EtherCAT针对控制过程数据,优化以太网帧的消息传送格式,过程数据可实时提取和插入,使得带宽利用率超过90%

2.   周期时间短:每帧数据周期发送的最小值可以达到12.5μs

3.   同步时钟精度高:EtherCAT协议提供了分布式时钟控制技术,低抖动可以保证同步时钟误差≦1μs

4.   拓扑结构灵活:支持线性、环形、星形和菊花链拓扑,最多可支持65535个从器件;

5.   线路故障诊断:EtherCAT可以有效检测出位故障从而可以精确诊断线路和定位故障点;

6.   硬件简单成本低:在网络系统中不需要外部以太网开关、集线器和路由器,整个系统开发简单,硬件及维护成本都比较低。

        卓越的系统性能为实现控制网络的大数据提供了先决条件。也正是基于EtherCAT的高性能、拓扑灵活、易用、低成本(EtherCAT是唯一成本等于或小于现场总线成本水平的工业以太网系统)等特点,使其在机器人控制、机床、汽车制造、自动化仓储、焊接领域得到了广泛的应用。特别实在运动控制领域,据悉全球四大机器人厂商均采用了EtherCAT总线通讯。


TSNEtherCAT的完美融合

        随着市场需求的升级,EtherCAT技术也在不断地进化与完善中。201711月,ETG将时间敏感网络(TSN)技术补充到EtherCAT现有标准中,使得EtherCAT的应用领域拓展至异构网络环境,同时进一步提升了控制器到控制器通信的实时性。通过利用TSN,多个工业控制器可以通过以太网网络与多个不同的EtherCAT网段进行实时通讯。在此过程中,无需对EtherCAT从站设备进行更改:具备所有高性能特性的EtherCAT设备协议将被完整保留。由于EtherCAT通常只需要一个帧即可扫描整个网络,因此这种访问比其他任何现场总线或工业以太网技术更为精简有效。