倍福EtherCAT介绍及应用.doc

倍福EtherCAT介绍及应用 摘要：EtherCAT–用于控制和自动化技术的以太网EtherCAT是以太网现场总线●EtherCAT是直达I/O级的实时以太网。●再也无须下挂子系统●没有网关延时●输出输出,传感器，驱动器，显示单元: 所有设备位于同一个总线上。EtherCAT：更快传输速率:2x100Mbaud（全双工）刷新时间:●256开关量I/O：11μs●1000开关量I/O分布于100节点：30μs=0.03ms●200模拟量I/O（16位）：50μs,20kHz采样频率●100伺服轴（每8字节IN+OUT）：100 目录 EtherCAT?–?用于控制和自动化技术的以太网????????EtherCAT?是以太网现场总线????●EtherCAT?是直达I/O级的实时以太网。????●再也无须下挂子系统????●没有网关延时????●输出输出,?传感器，驱动器，显示单元:? 所有设备位于同一个总线上。????EtherCAT?：更快????传输速率:?2?x?100?Mbaud????（全双工）????????刷新时间:????●256?开关量?I/O?：11?μs????●1000?开关量?I/O?分布于?100?节点?：30?μs?=?0.03?ms????●200?模拟量?I/O?（16?位）?：50?μs,?20?kHz?采样频率????●100?伺服轴?（每?8?字节?IN+OUT）?：?100?μs?=?0.1?ms????●12000?开关量?I/O?：?350?μs????????I/O和驱动使用的以太网带宽????以太网帧:?≥?84?字节 （incl.?preamble?+?IPG?Inter?Packet?Gap）????????????????带宽使用比较:????●每节点4字节用户数据:????●polling/time?slicing:? ca.?2.5%????●广播 （master??slaves）? ca.?20…30%????●每节点2数据位的用户数据:????●EtherCAT:?80…97%????????????实用原则:?以太网?“飞一般”????通过绝对寻址，实现最小的协议头????????优势:????●专门针对分布式I/O的优化报文结构????●完全的硬件通讯:?最好的性能????●若网络中只有EtherCat设备，则无须交换机????●显著的诊断功能????●以太网兼容的维护性能????????????●可使用标准交换机????●通过交换机:? 一个Mac地址可访问多达65535?个节点????“飞一般”的运算，节约时间?????数据在报文传送期间可以修改或添加，而无需堆栈、缓存或分解/组合。????每个节点最小的报文延时最佳性能????????????EtherCAT?性能：????●40?轴?（每轴6字节输入/?输出数据）????●50?I/O?站，总共560个?EtherCAT?总线端子????●2000?数字量?+?200?模拟量I/O,?总线长度?500?m????●EtherCAT性能?:?循环时间?230μs? at?33%?总线负载,?报文长度?77μs????●比较:? 1?个CAN?帧?（8?字节过程数据），在总线速率?500?kBit/s时:?250μs????????????慢的控制系统同样受益????现有现场总线I/O的系统结构????????使用?EtherCAT的反应时间????????●反应时间明显降低?–——?同样的控制器性能????●再也没有下挂本地I/O循环和总线扩展延时????●得益于极其简单的协议，系统无需专门的主站????????现场总线:?需要在控制系统中映射????●传统的现场总线系统生成一个物理的过程映像区????●物理的过程映像区必须映射到逻辑过程映像区????????????直接内存访问节约时间????现场总线卡:? 多达?30%?的?CPU?时间用于数据复制????EtherCAT:? NIC?是PCI总线主站,?数据由DMA提供,?????直接放到?PC?内存:??????●CPU?减负?????●更高的性能????????????EtherCAT?传送延时的测量?（I）????测量EtherCAT?节点数据帧发出和返回之间的时间差????????可计算任意节点间的传送延时????????????EtherCAT?分布时钟????精确同步?（?1?μs!）?，通过分布时钟的精确调整来实现！????????使用SCOPE?VIEW长期观