EtherCAT：实时现场总线

EtherCAT：高性能工业通信

EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是倍福自动化开发的实时以太网通信协议。 它为运动控制应用提供了优于任何其他现场总线的性能。

工作原理

EtherCAT 使用一种称为“动态处理”的独特原理：

1. 主设备通过网络发送单个以太网帧
2. 每个从站（编码器、驱动器、I/O）读取自己的数据，并将其响应插入到帧中，同时帧通过它

3.最后一个从机将帧发送回主机

1. 100 个节点的完整周期仅需约 100 μs

拓扑

• 线路（菊花链）： 每个设备都有两个 RJ45 端口（IN 和 OUT）。 以太网电缆从一处延伸到另一处。
• 星形、树形、环形：通过 EtherCAT 交换机或连接点支持
• 节点之间的距离： 使用标准 Cat.5e 以太网电缆可达 100 m

性能

• 周期时间： < 100 μs（数百个节点）
• 抖动： < 1 μs（确定性）
• 频段： 100 Mbit/s（全双工）
• 同步： 分布式时钟 (DC)，从设备之间抖动 < 100 ns

Italsensor EtherCAT编码器

具有集成 EtherCAT（TSM-ETHCAT 和 TSML-ETHCAT 系列）的 Italsensor 编码器通过以下方式实现 CoE（CAN over EtherCAT）配置文件：

• 单圈（13 位）和多圈（14 位）绝对位置
• 内部计算速度
• 可配置的位置预设
• 完整的诊断（内部温度、轴承状态、错误）
• 用于多轴同步的分布式时钟

自动化的优势

1. 布线简单： 只需一根以太网电缆即可用于数据 + 电源（使用 EtherCAT P）
2. 集成诊断： 每个编码器报告自己的健康状态
3. 远程参数化：分辨率、预设、方向可由PLC配置
4. 工业4.0：与SCADA和MES系统直接集成
5. 节省成本： 无需专用编码器电缆，PLC中无需SSI模块

兼容的 EtherCAT 主站

• Beckhoff TwinCAT： 本机集成
• 西门子 S7-1500： 通过 EtherCAT 从站模块
• Codesys： 主控 EtherCAT 运行时
• Linux： EtherCAT 主站开源 (IgH)