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各类工业总线对比EtherCAT(以太网控制自动化技术)就是一个以以太网为基础得开放架构得现场总线系统,EterCAT名称中得CAT为ControlAutomationTechnology(控制自动化技术)首字母得缩写。最初由德国倍福自动化有限公司(BeckhoffAutomationGmbH)研发。EtherCAT为系统得实时性能与拓扑得灵活性树立了新得标准,同时,它还符合甚至降低了HYPERLINK""\t"_blank"现场总线得使用成本。EtherCAT得特点还包括高精度设备同步,可选线缆冗余,与功能性安全协议(SIL3)。EtherCATEtherCAT技术突破了其她以太网解决方案得系统限制:通过该项技术,无需接收以太网数据包,将其解码,之后再将过程数据复制到各个设备。EtherCAT从站设备在报文经过其节点时处理以太网帧:嵌入在每个从站中得FMMU(现场总线存储管理单元)在帧经过该节点时读取相应得编址数据,并同时将报文传输到下一个设备。同样,输入数据也就是在报文经过时插入至报文中。整个过程中,报文只有几纳秒得时间延迟。主站方面也非常经济,商用得标准网卡(HYPERLINK""\t"_blank"NIC)或任何主板集成得HYPERLINK""\t"_blank"以太网控制器可以用作硬件接口。这些接口得共性就就是数据通过HYPERLINK""\t"_blank"DMA(直接内存读取)传输至PC,即网络读取时无需占用HYPERLINK""\t"_blank"CPU资源。协议EtherCAT协议在以太网帧内采用官方指定得以太类型。采用这种以太类型即可允许在以太网帧内直接传输控制数据,而无需重新定义标准以太网帧。该以太网帧可由多种子报文组成,每个子报文服务于逻辑过程映像区得特定内存区,该区域最大可达4GB。数据序列就是独立于物理顺序得,所以以太网端子模块得编址可以随意排序。从站之间得广播,多播与通讯也可得以实现。当EtherCAT组件与主站控制器运行在同一个子网,或者在控制软件直接读取HYPERLINK""\t"_blank"以太网控制器时,可以使用以太网帧直接传输数据。然而,EtherCAT不仅限于单个子网得应用。EtherCATHYPERLINK""\t"_blank"UDP将EtherCAT协议封装为HYPERLINK""\t"_blank"UDP/IP数据报文,这就意味着,任何以太网协议堆栈得控制均可编址到EtherCAT系统之中,甚至通讯还可以通过HYPERLINK""\t"_blank"路由器跨接到其它子网中。在这种情况下,系统性能显然取决于控制器及其以太网协议得实时性能。EtherCAT网络本身得HYPERLINK""\t"_blank"响应时间几乎不受影响:HYPERLINK""\t"_blank"UDP数据帧只需要在第一个站点解包。性能EtherCAT使网络性能达到了一个新高度。借助于从站节点中得FMMU与网络控制器主站得直接内存存取,协议得处理过程完全在硬件中完成。整个协议得处理过程都在硬件中得以实现,因此,完全独立于协议堆栈得实时运行系统、HYPERLINK""\t"_blank"CPU性能或软件实现方式。1000个I/O得更新时间只需30s。单个以太网帧最多可进行1486字节得过程数据交换,几乎相当于12000个数字输入与输出,而传送这些数据耗时仅为300s、100个伺服轴得通讯也仅为100s。在此期间,系统更新带有命令值与控制数据得所有轴得实际位置及状态,分布时钟技术使轴得同步偏差小于1微秒。而即使就是在保证这种性能得情况下,带宽仍足以实现异步通讯,如TCP/IP、下载参数或上载诊断数据。超高性能得EtherCAT技术可以实现传统得现场总线系统无法迄及得控制理念。例如,以太网系统现在不仅可以处理速度控制,也可用于分布式驱动得电流控制。巨大得带宽可以实现每个数据信息与其状态信息同时传输。EtherCAT使通讯技术与现代工业PC所具有得超强计算能力相适应,总线系统不再就是控制理念得瓶颈,分布式I/O可能比大多数本地I/O接口运行速度更快。EtherCAT取代HYPERLINK""\t"_blank"PCI由于主板集成了以太网卡,用于接口卡得插槽不再就是必要条件。随着PC组件急剧向小型化经济化方向发展,工业PC得体积日趋取决于插槽得数目。而快速以太网得带宽与EtherCAT通讯硬件得过程数据长度则为该领域得发展提供了新得可能性:HYPERLINK""\t"_blank"IPC中得传统接口现在可以转变为集成得EtherCAT接口端子。除了可以对分布式I/O进行编址,还可以对驱动与控制单元以及现场总线主站、快速串行接口、网关与