1000PLCEtherCAT技術(shù)介紹

1、ethercat: ethernet control automation technology1ethercat: 介紹介紹beckhoff 工業(yè)工業(yè)pcbeckhoff 驅(qū)動技術(shù)驅(qū)動技術(shù)beckhoff lightbusbeckhoff twincatbeckhoff 總線端子總線端子beckhoff 現(xiàn)場總線端子盒現(xiàn)場總線端子盒beckhoff 嵌入式控制器嵌入式控制器beckhoff pc總線卡，交換機(jī)總線卡，交換機(jī)beckhoff ethercatethercat: ethernet control automation technology2ethercat 用于控制和自動化技術(shù)的

2、以太網(wǎng)用于控制和自動化技術(shù)的以太網(wǎng)ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology3ethercat 是以太網(wǎng)現(xiàn)場總線是以太網(wǎng)現(xiàn)場總線! ethercat 是直達(dá)是直達(dá)i/o級的實時以太網(wǎng)。級的實時以太網(wǎng)。 再也無須下掛子系統(tǒng)再也無須下掛子系統(tǒng) 沒有網(wǎng)關(guān)延時沒有網(wǎng)關(guān)延時 輸出輸出輸出輸出, 傳感器，驅(qū)動器，顯示單元傳感器，驅(qū)動器，顯示單元: 所有設(shè)備位于同一個總線上。所有設(shè)備位于同一個總線上。ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配

3、置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology4ethercat ：更快更快傳輸速率傳輸速率: 2 x 100 mbaud(全雙工)刷新時間刷新時間: 256 開關(guān)量 i/o ：11 s 1000 開關(guān)量 i/o 分布于 100 節(jié)點(diǎn) ：30 s = 0.03 ms 200 模擬量 i/o (16 位) ：50 s, 20 khz 采樣頻率 100 伺服軸 (每 8 字節(jié) in+out) ： 100 s = 0.1 ms 12000 開關(guān)量 i/o ： 350 sethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng)

4、 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology5ethercat ：更快更快!i/o和驅(qū)動使用的以太網(wǎng)帶寬和驅(qū)動使用的以太網(wǎng)帶寬ethernet headerdata: 46 字節(jié)crc i/o請求及輸出數(shù)據(jù)請求及輸出數(shù)據(jù)data pay load:e.g. 2 bit6 byte4 字節(jié)22 字節(jié)ipg12 字節(jié) i/o輸入數(shù)據(jù)及響應(yīng)輸入數(shù)據(jù)及響應(yīng)ethernet headerdata: 46 字節(jié)crcipg節(jié)點(diǎn)響應(yīng)時間以太網(wǎng)幀: 84 字節(jié)(incl. preamble + i

5、pg inter packet gap)每個節(jié)點(diǎn) 4 輸入字節(jié)+ 4輸出字節(jié):4,75% 應(yīng)用程序數(shù)據(jù)率 at 0 s 每節(jié)點(diǎn)響應(yīng)時間1,9% 應(yīng)用程序數(shù)據(jù)率 at 10 s 每節(jié)點(diǎn)響應(yīng)時間ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology6ethercat ：更快更快!帶寬使用比較帶寬使用比較:每節(jié)點(diǎn)每節(jié)點(diǎn)4字節(jié)用戶數(shù)據(jù)字節(jié)用戶數(shù)據(jù): polling/time slicing: ca. 2.5% 廣播廣播(master slaves) ca. 20

6、30% 每節(jié)點(diǎn)每節(jié)點(diǎn)2數(shù)據(jù)位的用戶數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)位的用戶數(shù)據(jù): ethercat: 8097%ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology7實用原則實用原則: 以太網(wǎng)以太網(wǎng) “飛一般飛一般”通過絕對尋址，實現(xiàn)最小的協(xié)議頭通過絕對尋址，實現(xiàn)最小的協(xié)議頭dviipc.優(yōu)勢優(yōu)勢: 專門針對分布式專門針對分布式i/o的優(yōu)化報文結(jié)構(gòu)的優(yōu)化報文結(jié)構(gòu) 完全的硬件通訊完全的硬件通訊: 最好的性能最好的性能 若網(wǎng)絡(luò)中只有若網(wǎng)絡(luò)中只有ethercat設(shè)備，則無須交換機(jī)設(shè)

7、備，則無須交換機(jī) 顯著的診斷功能顯著的診斷功能 以太網(wǎng)兼容的維護(hù)性能以太網(wǎng)兼容的維護(hù)性能ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology8實用原則實用原則: 以太網(wǎng)以太網(wǎng) “飛一般飛一般” 可使用標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)可使用標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī) 通過交換機(jī)通過交換機(jī): 一個一個mac地址可訪問多達(dá)地址可訪問多達(dá)65535 個節(jié)點(diǎn)個節(jié)點(diǎn)(可選!)switchdviipc.ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用e

8、thercat: ethernet control automation technology9實用原則實用原則: 以太網(wǎng)以太網(wǎng) “飛一般飛一般”飛一般飛一般“的運(yùn)算，節(jié)約時間的運(yùn)算，節(jié)約時間 數(shù)據(jù)在報文傳送期間可以修改或添加，而無需堆棧、緩存數(shù)據(jù)在報文傳送期間可以修改或添加，而無需堆棧、緩存或分解或分解/組合。組合。 每個節(jié)點(diǎn)最小的每個節(jié)點(diǎn)最小的 報文延時報文延時 最佳性能最佳性能vom masterto masterfrom masterethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control

9、automation technology10ethercat 性能性能 40 軸 (每軸6字節(jié)輸入/ 輸出數(shù)據(jù)) 50 i/o 站，總共560個 ethercat 總線端子 2000 數(shù)字量 + 200 模擬量i/o, 總線長度 500 m ethercat性能 : 循環(huán)時間 230s at 33% 總線負(fù)載, 報文長度 77s 比較: 1 個can 幀 (8 字節(jié)過程數(shù)據(jù))，在總線速率 500 kbit/s時: 250sethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automatio

10、n technology11ethercat性能性能* source: ethernet powerlink spec v 2.0, app.3 40 軸 (每軸6字節(jié)輸入/ 輸出數(shù)據(jù)) 50 i/o 站，總共560個 ethercat 總線端子 2000 數(shù)字量 + 200 模擬量i/o, 總線長度 500 m ethercat性能 : 循環(huán)時間 230s at 33% 總線負(fù)載, 報文長度 77s 比較: profinet irt 763 s, powerlink v2 2347s*, profinet rt 6355 sethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用

11、更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology12ethercat性能性能* source: ethernet powerlink spec v 2.0, app.3 40 軸 (每軸20字節(jié)輸入/ 輸出數(shù)據(jù)) 50 i/o 站，總共560個 ethercat 總線端子 2000 數(shù)字量 + 200 模擬量i/o, 總線長度 500 m ethercat性能 : 循環(huán)時間 276s at 44% 總線負(fù)載, 報文長度 122s 比較: profinet irt 763 s, powerlink v2 2347s*

12、, profinet rt 6355 s56%保留帶寬, e.g. for tcp/ip0%保留帶寬ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology13cycle time50 s = 0,05 ms報文 time: 7sgrid0,02 msoutput switches end of frameethercat 性能性能ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: eth

13、ernet control automation technology14慢慢“的控制系統(tǒng)同樣受益的控制系統(tǒng)同樣受益現(xiàn)有現(xiàn)場總線現(xiàn)有現(xiàn)場總線i/o的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)bus cyclebus cyclebus cyclebus cyclebus cyclebus cyclebus cycletmpdti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oplc task oiplc task oiplc task oiplc task oiplc taski輸出輸出最快反應(yīng)時間tmpd: 主站處理延時ti/o: 本地i/o刷新時間

14、(本地擴(kuò)展總線+固件)最慢反應(yīng)時間輸入輸入(最好的情況)輸入輸入(最差的情況)ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology15慢慢“的控制系統(tǒng)同樣受益的控制系統(tǒng)同樣受益使用使用ethercat的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)tmpdti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oti/oplc task oiplc task oiplc task oiplc task oiplc taski無

15、需下掛總線無需要專門的主站設(shè)備bus cyclebus cyclebus cyclebus cyclebus cyclebus cyclebus cycleethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology16plc task oiplc task oiplc task oiplc task oiplc taski慢慢“的控制系統(tǒng)同樣受益的控制系統(tǒng)同樣受益使用使用ethercat的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活

16、 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology17plc task oiplc task oiplc task oiplc task oiplc taskitdma (nic)tethercat cycletdma (通過直接內(nèi)存訪問的數(shù)據(jù)傳送往返以太網(wǎng)控制器的時間）可以忽略不計可以忽略不計慢慢“的控制系統(tǒng)同樣受益的控制系統(tǒng)同樣受益使用使用ethercat的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: et

17、hernet control automation technology18慢慢“的控制系統(tǒng)同樣受益的控制系統(tǒng)同樣受益使用使用 ethercat的反應(yīng)時間的反應(yīng)時間plc task oiplc task oiplc task oiplc task oiplc taski輸入輸入(最差情況)輸出輸出最差情況下反應(yīng)時間輸入輸入(最佳情況)最佳情況 反應(yīng)時間明顯降低反應(yīng)時間明顯降低 同樣的控制器性能同樣的控制器性能 再也沒有下掛本地再也沒有下掛本地i/o循環(huán)和總線擴(kuò)展延時循環(huán)和總線擴(kuò)展延時 得益于極其簡單的協(xié)議，系統(tǒng)無需專門的主站得益于極其簡單的協(xié)議，系統(tǒng)無需專門的主站ethercat : 快速 工

18、業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology19慢慢“的控制系統(tǒng)同樣受益的控制系統(tǒng)同樣受益ethercat 提高了系統(tǒng)性能提高了系統(tǒng)性能 無需要改變無需要改變cpu，反應(yīng)速度加倍，反應(yīng)速度加倍ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology20現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線: 需要在控制系統(tǒng)中映射需要在控制系統(tǒng)中映射 傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)生成一

19、個物理的過程映像區(qū)傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線系統(tǒng)生成一個物理的過程映像區(qū) 物理的過程映像區(qū)必須映射到邏輯過程映像區(qū)物理的過程映像區(qū)必須映射到邏輯過程映像區(qū)控制系統(tǒng), e.g. ipc現(xiàn)場總線掃描器/ 主站邏輯過程映像區(qū)邏輯過程映像區(qū)plc datadata nnc datadpramnode 1node 2node 3node 4node 1node 2node 3node 4映射ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology21控制系統(tǒng), e.g. ipc

20、現(xiàn)場總線掃描器/ 主站現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線: 需要在控制系統(tǒng)中映射需要在控制系統(tǒng)中映射 一個控制系統(tǒng)的應(yīng)用項目只能使用一個的過程映像一個控制系統(tǒng)的應(yīng)用項目只能使用一個的過程映像 還需保存過程數(shù)據(jù)的映射關(guān)系。還需保存過程數(shù)據(jù)的映射關(guān)系。邏輯過程映像區(qū)邏輯過程映像區(qū)processdatadpramnode 1node 2node 3node 4node 1node 2node 3node 4映射ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology22ether

21、cat: 映射關(guān)系移至從站設(shè)備映射關(guān)系移至從站設(shè)備邏輯過程映像邏輯過程映像: 多達(dá)多達(dá)4g字節(jié)字節(jié)0232報文結(jié)構(gòu)ethernet hdrhdr 1plc datahdr 2nc data hdr ndata ncrcplc datadata nnc datasub報文報文 1sub報文報文 2sub報文報文 ndviipc. 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)解放出來解放出來, 主站變得非常簡單主站變得非常簡單 根據(jù)應(yīng)用的需要傳送數(shù)據(jù)：非常迅速，靈活，高效根據(jù)應(yīng)用的需要傳送數(shù)據(jù)：非常迅速，靈活，高效ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用etherc

22、at: ethernet control automation technology23直接內(nèi)存訪問節(jié)約時間直接內(nèi)存訪問節(jié)約時間現(xiàn)場總線卡現(xiàn)場總線卡: 多達(dá)多達(dá) 30% 的的 cpu 時間時間用于數(shù)據(jù)復(fù)制用于數(shù)據(jù)復(fù)制ethercat: nic 是是pci總線主站總線主站, 數(shù)數(shù)據(jù)由據(jù)由dma提供提供, 直接放到直接放到 pc 內(nèi)存內(nèi)存: cpu 減負(fù)減負(fù) 更高的性能更高的性能pc rampc ram使用現(xiàn)場總線卡的pc control pci bus scanner card, dp ram cpu使用ethercat的pc controlnic card, dma transfer cont

23、rol taskmemcopycontrol taskdmacpupci bus ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology24ethercat 傳送延時的測量傳送延時的測量 (i)測量測量ethercat 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)幀發(fā)出和返回之間的時間差節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)幀發(fā)出和返回之間的時間差vom masterethercat frameethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: eth

24、ernet control automation technology25ethercat 傳送延時的測量傳送延時的測量(ii)可計算任意節(jié)點(diǎn)間的傳送延時可計算任意節(jié)點(diǎn)間的傳送延時dviipc.ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology26ethercat 分布時鐘分布時鐘精確同步精確同步 ( 1 s!) ，通過分布時鐘的精確調(diào)整來實現(xiàn)！通過分布時鐘的精確調(diào)整來實現(xiàn)！msssssssstdviipc.ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接

25、線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology27ethercat 分布時鐘分布時鐘使用使用scope view長期觀察兩個獨(dú)立設(shè)備長期觀察兩個獨(dú)立設(shè)備300個節(jié)點(diǎn)，個節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)間電纜長度節(jié)點(diǎn)間電纜長度120米，米，jitter: +/-20nssimultaneousness: 15 nsethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology28

26、 ethercat 使用標(biāo)準(zhǔn)的幀使用標(biāo)準(zhǔn)的幀: ieee 802.3 可選擇可選擇 udp/ip (如果需要如果需要ip路由路由) 無縮短幀無縮短幀ethercat 是工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)以太網(wǎng)!mtu: max. 1514 bytesourcedestinationheaderether typecrc16 bit16 bit48 bit48 bit32 bitethernet h.ip headerudp h.header內(nèi)嵌標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀 w. ethertype 88a4hor: via udp/ipwith udp port 88a4htyperes.lengthcrc1 bit4 bit

27、11 bit160 bit64 bit01112151.n ethercat commandsethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology29ethercat 設(shè)備ethercat 是工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)以太網(wǎng)!對對 tcp/ip完全透明完全透明 可使用所以英特網(wǎng)技術(shù)可使用所以英特網(wǎng)技術(shù): http, ftp, 無需嚴(yán)格的實時能力無需嚴(yán)格的實時能力ethernet phyethercat mac / dllprocess datamailboxet

28、hernet phyiptcpudpethernet應(yīng)用acyclicdata實時應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的 tcp/ip stackethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology30ethercat 是工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)以太網(wǎng)! 任何以太網(wǎng)設(shè)備均可連接到交換機(jī)的端口任何以太網(wǎng)設(shè)備均可連接到交換機(jī)的端口 使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器訪問使用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器訪問web serverdviipc.虛擬以太網(wǎng)交換機(jī)功能交換機(jī)端口web serverethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接

29、線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology31ethercat 是工業(yè)以太網(wǎng)是工業(yè)以太網(wǎng)! 虛擬以太網(wǎng)交換機(jī)可路由任何以太網(wǎng)幀虛擬以太網(wǎng)交換機(jī)可路由任何以太網(wǎng)幀 可從以太網(wǎng)段的內(nèi)部及外部路由可從以太網(wǎng)段的內(nèi)部及外部路由dviipc.交換機(jī)端口switchswitch虛擬以太網(wǎng)交換機(jī)功能ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology32垂

30、直統(tǒng)一管理垂直統(tǒng)一管理(i) 可使用任何以太網(wǎng)協(xié)議可使用任何以太網(wǎng)協(xié)議 只需要一個以太網(wǎng)口只需要一個以太網(wǎng)口 ( 在在ipc/控制器端控制器端) 但是但是: 經(jīng)過交換機(jī)，性能會有所降低經(jīng)過交換機(jī)，性能會有所降低 (并出現(xiàn)通常的以太網(wǎng)沖突并出現(xiàn)通常的以太網(wǎng)沖突)dviipc.switch.經(jīng)交換機(jī)經(jīng)交換機(jī)ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology33垂直統(tǒng)一管理垂直統(tǒng)一管理(ii) 可使用任何以太網(wǎng)協(xié)議可使用任何以太網(wǎng)協(xié)議 只需要一個以太網(wǎng)口只

31、需要一個以太網(wǎng)口 ( 在在ipc/控制器端控制器端) ethercat 性能性能 不受影響不受影響dviipc.switch經(jīng)過交換機(jī)端口端子經(jīng)過交換機(jī)端口端子ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology34垂直統(tǒng)一管理垂直統(tǒng)一管理 (iii) 可使用任何以太網(wǎng)協(xié)議可使用任何以太網(wǎng)協(xié)議 只需要第二個以太網(wǎng)口只需要第二個以太網(wǎng)口 ( 在在ipc/控制器端，控制器端， e.g. fc9002) ethercat 性能性能 不受影響不受影響.經(jīng)過第二

32、個以太網(wǎng)口經(jīng)過第二個以太網(wǎng)口dviipc.switchethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology35外部時鐘同步外部時鐘同步: ieee 1588 交換機(jī)端口使用集成的交換機(jī)端口使用集成的ieee 1588 boundary clockmssssssssdviipc.ieee 1588 grandmaster clockboundaryclockethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通

33、用ethercat: ethernet control automation technology36ethercat 布線更為靈活布線更為靈活標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu): 星型星型不理想不理想 此裝置用于演示目的此裝置用于演示目的 ;-)ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology37ethercat 布線更為靈活布線更為靈活線型拓普線型拓普: 無論多少節(jié)點(diǎn)都可以一條線串接起來無論多少節(jié)點(diǎn)都可以一條線串接起來dviipc.最多最多655

34、35個節(jié)點(diǎn)個節(jié)點(diǎn)ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology38ethercat 布線更為靈活布線更為靈活電信號電信號: 100 basetx and e-busdviipc.ethernet on 100 basetx 物理層: 100 m以內(nèi), with transformer couplingethernet on e-bus 物理層:10 m以內(nèi)e-bus:低壓差信號低壓差信號 (lvds) 符合符合 ansi/tia/eia-644

35、用用 ieee 802.3ae標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)允許任意數(shù)量的物理層改動ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology39ethercat 布線更為靈活布線更為靈活dviipc.電纜電纜: 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的 cat5 電纜，無交叉電纜，無交叉拓普型式拓普型式: 菊花鏈菊花鏈“ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation techno

36、logy40ethercat 布線更為靈活布線更為靈活拓普型式拓普型式: 帶分支帶分支菊花鏈菊花鏈“dviipc.電纜電纜: 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的 cat5 電纜，無交叉電纜，無交叉ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology41ethercat 布線更為靈活布線更為靈活靈活的樹型結(jié)構(gòu)靈活的樹型結(jié)構(gòu) 可任意擴(kuò)展可任意擴(kuò)展電纜電纜: 標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)的 cat5 電纜，無交叉電纜，無交叉dviipc.ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡

37、便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology42ethercat 代替代替 pci保護(hù)你的投資保護(hù)你的投資: 現(xiàn)有總線系統(tǒng)的無縫集成現(xiàn)有總線系統(tǒng)的無縫集成 過程映像區(qū)的刷新時間，過程映像區(qū)的刷新時間，經(jīng)經(jīng) pci (500 字節(jié)字節(jié) 輸入輸入/輸輸出數(shù)據(jù)出數(shù)據(jù)): 400 s 過程映像區(qū)的刷新時間，過程映像區(qū)的刷新時間，經(jīng)經(jīng) ethercat(1500 字節(jié)字節(jié) 輸入輸入/輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)): 150 sethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用

38、ethercat: ethernet control automation technology43ethercat 代替代替 pci 不再在控制系統(tǒng)（不再在控制系統(tǒng)（ipc或或plc）中要求占一個槽）中要求占一個槽 然而卻具備最大限度的擴(kuò)展性然而卻具備最大限度的擴(kuò)展性ethercatethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology44ethercat 配置容易！配置容易！地址地址: 無需要手動設(shè)置地址無需要手動設(shè)置地址 地址可以自動分配地址可以自

39、動分配 地址可保持地址可保持 新加入節(jié)點(diǎn)后，不會改變原節(jié)點(diǎn)的地址新加入節(jié)點(diǎn)后，不會改變原節(jié)點(diǎn)的地址ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology45ethercat 配置容易！配置容易！拓普結(jié)構(gòu)拓普結(jié)構(gòu): 自動拓普目標(biāo)自動拓普目標(biāo)/實際對比實際對比診斷診斷: 精確定位診斷精確定位診斷網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃: 性能獨(dú)立于性能獨(dú)立于: 從站實例從站實例 拓普結(jié)構(gòu)拓普結(jié)構(gòu)(無交換機(jī)無交換機(jī)/集線器集線器)ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活

40、配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology46ethercat 成本更低！成本更低！主站主站:減少了硬件，帶來以下好處減少了硬件，帶來以下好處: 主板集成的以太網(wǎng)控制器實現(xiàn)實時功能，不需要通訊協(xié)主板集成的以太網(wǎng)控制器實現(xiàn)實時功能，不需要通訊協(xié)處理器處理器 沒有特殊的插入卡沒有特殊的插入卡,主板集成的以太網(wǎng)口已足夠主板集成的以太網(wǎng)口已足夠 所以所以: 在主站端，有明顯的成本優(yōu)勢在主站端，有明顯的成本優(yōu)勢ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放

41、通用ethercat: ethernet control automation technology47ethercat 成本更低！成本更低！從站從站: 價廉物美的價廉物美的ethercat從站控制器實現(xiàn)通訊功能從站控制器實現(xiàn)通訊功能 對于簡單的設(shè)備對于簡單的設(shè)備: 不需要不需要 c 實時特征普遍獨(dú)立于實時特征普遍獨(dú)立于c 性能和堆棧處理時間性能和堆棧處理時間 所以所以: 在從站端，也有明顯的成本優(yōu)勢在從站端，也有明顯的成本優(yōu)勢ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automat

42、ion technology48ethercat 成本更低！成本更低！底層結(jié)構(gòu)底層結(jié)構(gòu): 標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)電纜和連接器標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)電纜和連接器 沒有交換機(jī)和集線器沒有交換機(jī)和集線器 所以所以:在底層結(jié)構(gòu)上，也有明顯的成本優(yōu)勢在底層結(jié)構(gòu)上，也有明顯的成本優(yōu)勢ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology49ethercat 成本更低！成本更低！實現(xiàn)實現(xiàn)/工具工具: 標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視工具標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視工具: microsoft or etherreal 剖析軟

43、件剖析軟件: 免費(fèi)免費(fèi) 不要求高分辨率的時間分析器不要求高分辨率的時間分析器 開發(fā)工具開發(fā)工具: 430 - 含從站樣品代碼含從站樣品代碼 主站樣品代碼主站樣品代碼: 1000 所以所以:入門成本低，實現(xiàn)成本低入門成本低，實現(xiàn)成本低ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology50ethercat 更易實現(xiàn)！更易實現(xiàn)！從站從站: 開發(fā)工具，含樣品代碼開發(fā)工具，含樣品代碼 (源代碼源代碼) 所有時間性嚴(yán)格的功能都在所有時間性嚴(yán)格的功能都在asic或

44、或fpga上實現(xiàn)上實現(xiàn)ethercatstampprogrammer forfpgapic program &debug interfacepowersupplypdi selectorssipic over ssi32 bit parallelinterface8/16 bit cinterfacebasicboard el9800ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology51ethercat 更易實現(xiàn)！更易實現(xiàn)！主站主站: 主站樣品源代碼

45、主站樣品源代碼 ethercat 配置工具配置工具 xml 數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)格式devicedescription(xml)system configuration toolnetworkdescriptionincl. boot-up(xml)process imagedescription(xml)ethercat mastercontrol taskstandard ethernet machdrprocess dataethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation

46、 technology52ethercat 更易實現(xiàn)！更易實現(xiàn)！示例示例: 主站僅含一個過程映像主站僅含一個過程映像: 典型用于只有一個控制任務(wù)的小型控制器典型用于只有一個控制任務(wù)的小型控制器 多達(dá)多達(dá) 1486 字節(jié)過程數(shù)據(jù)字節(jié)過程數(shù)據(jù) 過程數(shù)據(jù)頭通訊保持不變過程數(shù)據(jù)頭通訊保持不變 可用最少的工作實現(xiàn)主站可用最少的工作實現(xiàn)主站 不要求獨(dú)立的通訊處理器不要求獨(dú)立的通訊處理器 (e. g. 插入式板卡插入式板卡) 比現(xiàn)有的總線系統(tǒng)簡單得多比現(xiàn)有的總線系統(tǒng)簡單得多 比工業(yè)以太網(wǎng)的實現(xiàn)方式簡單得多比工業(yè)以太網(wǎng)的實現(xiàn)方式簡單得多constant headercompletely sorted (map

47、ped) process datapadding 字節(jié) and crc generated by ethernet controller (mac)dasatypeframe hdr ethercat hdr dataethernet headerethercat 報文ecat(6)(6)(2)(2) (10)(0.1486)ctrworkingcounter:constantfcsethernet(4)pad.(032)(2)ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automat

48、ion technology53ethercat 發(fā)展良好發(fā)展良好 目前已有成系列的產(chǎn)品 售出的節(jié)點(diǎn)數(shù)比以下總線更多 profinet irt, powerlink version 2 and sercos iii alltogetherethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology54ethercat 發(fā)展良好發(fā)展良好quote schuler 公司公司: 該系統(tǒng)使我們，在該系統(tǒng)使我們，在schuler集集團(tuán)現(xiàn)在使用的所有應(yīng)用中，實團(tuán)現(xiàn)在使用的

49、所有應(yīng)用中，實現(xiàn)了快速驅(qū)動和液壓控制，現(xiàn)了快速驅(qū)動和液壓控制，另一個重要的因素是另一個重要的因素是, 因為因為 ethercat的良好性能，我們的良好性能，我們還有足夠的潛力在將來解決復(fù)還有足夠的潛力在將來解決復(fù)雜的控制任務(wù)，而不會出現(xiàn)速雜的控制任務(wù)，而不會出現(xiàn)速度問題度問題ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology55ethercat 使用完善的設(shè)備模型使用完善的設(shè)備模型ethercat 設(shè)備ethercat 從站控制器process da

50、tamailboxethernet 物理層iptcpudpfile accessethernetservice channelidnsdoobject dictionarypdomap-pingatmdtfoeeoesoecoecoe/soefile system,bootloaderhttp, ftp,servodrive(iec 61491*) applikationcanopen(en 50325-4) applicationprocess data*iec 61491 是 sercos 標(biāo)準(zhǔn). sercos interface is igs e.v.的一個商標(biāo)。ethercat : 快

51、速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology56ethercat 是一種開放的技術(shù)！是一種開放的技術(shù)！ 協(xié)議完全開放協(xié)議完全開放: ethercat is iec 規(guī)范規(guī)范 (iec/pas 62407) 正在投票成為正在投票成為iso 15745-4 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 已有可用的從站控制器已有可用的從站控制器 從站控制器提供協(xié)同工作的能力從站控制器提供協(xié)同工作的能力 傳遞途徑上第二個從站源控制器傳遞途徑上第二個從站源控制器ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活

52、 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology57ethercat 是一種開放的技術(shù)！是一種開放的技術(shù)！ 建立建立: 2003年年11月月 任務(wù)任務(wù): 支持，發(fā)展和促進(jìn)支持，發(fā)展和促進(jìn)ethercat 已有超過已有超過175 個成員公司，分別來自歐洲，北美和亞太個成員公司，分別來自歐洲，北美和亞太 地區(qū)地區(qū) ： 設(shè)備制造商設(shè)備制造商 最終用戶最終用戶 提供提供商提供提供商 etg 是世界上最大的工業(yè)以太網(wǎng)組織是世界上最大的工業(yè)以太網(wǎng)組織 所有人均可申請成為其成員所有人均可申請成為其成員etherc

53、at : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology58ethercat 是一種開放的技術(shù)！是一種開放的技術(shù)！ iec管理委員會已批準(zhǔn)管理委員會已批準(zhǔn)etg組織和組織和iec sc65c wg 11/12/13 (sc65c: 數(shù)字通訊）的聯(lián)絡(luò)關(guān)系數(shù)字通訊）的聯(lián)絡(luò)關(guān)系ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology59

54、ethercat 技術(shù)組成員技術(shù)組成員ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology602005 漢諾威展會漢諾威展會etg 聯(lián)合展臺參展商聯(lián)合展臺參展商ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology61ethercat 產(chǎn)品產(chǎn)品(部分部分)*some available, some announc

55、edethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology62ethercat 是一種開放的技術(shù)是一種開放的技術(shù)2004年年3月月etg成員集會成員集會ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology63ethercat 是一種開放的技術(shù)是一種開放的技術(shù)2004年年3月月etg成員集會成員集會ethercat

56、 : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology64ethercat 是一種開放的技術(shù)是一種開放的技術(shù)2004年年5月月etg 技術(shù)委會會議技術(shù)委會會議ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟 開放 通用ethercat: ethernet control automation technology65ethercat 是一種開放的技術(shù)是一種開放的技術(shù)2004年年7月月etg實例啟動會議實例啟動會議ethercat : 快速 工業(yè)以太網(wǎng) 接線更加靈活 配置簡便 費(fèi)用更低 易于實現(xiàn) 成熟