Wie funktioniert EtherCAT?

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EtherCAT ist laut EtherCAT Technology Group eine leistungsstarke, kostengünstige und einfach zu bedienende Industrial-Ethernet-Technologie mit flexibler Topologie. EtherCAT steht für Ethernet für Control Automation Technologies. Wie der Name schon sagt, liegt der Fokus dieser Technologie auf Automatisierungsprozessen. Es gibt mehrere Gründe, warum normales Ethernet für diese Anwendungen nicht geeignet ist, aber der Hauptgrund ist die Geschwindigkeit. Um zu verstehen, woher die Geschwindigkeit von EtherCAT kommt, müssen wir zuerst verstehen, wie es funktioniert.

So funktioniert es

EtherCAT verwendet eine Master/Slave-Konfiguration, bei der nur ein Master-Knoten einen Datenrahmen innerhalb des Segments senden darf (dieses
gewährleistet den Echtzeitbetrieb und vermeidet Verzögerungen). Wenn der Master es sendet, durchläuft es jeden verbundenen Knoten als Stream. Jeder Slave liest aus dem Frame nur die an ihn adressierten Daten und fügt seine eigenen Daten ein, während sich der Frame weiter zum nächsten Knoten bewegt. Der letzte Knoten im Segment sendet dann den Frame mit allen von jedem Slave-Knoten geschriebenen Daten an den Master zurück.

Vorteile von EtherCAT

Performance

EtherCAT ist die schnellste am Markt verfügbare Ethernet-Technologie. Darüber hinaus synchronisiert es Uhren mit einer Genauigkeit von Nanosekunden. Die schnellen Reaktionszeiten reduzieren die Wartezeiten bei den Übergängen zwischen den Prozessschritten und verbessern die Anwendungseffizienz deutlich. Schließlich minimiert die EtherCAT-Systemarchitektur die Belastung der CPU typischerweise um 25 – 30 % im Vergleich zu anderen Bussystemen.

Flexible Topologie

EtherCAT verwendet Vollduplex-Schichten und sendet den Datenrahmen automatisch an den Master zurück, wenn in einem bestimmten Knoten ein offener Port erkannt wird. Dies ermöglicht mehrere Optionen in der Topologie (Stern, Baum, Linie, Bus, Ring).

Preiswert

EtherCAT bietet die Funktionen von Industrial Ethernet zu einem ähnlichen oder sogar niedrigeren Preis wie ein herkömmliches Feldbussystem. Die einzige Hardware, die von Master-Geräten benötigt wird, ist ein Ethernet-Port. Bei Verwendung von EtherCAT benötigt das Netzwerk keine Switches, sodass Sie Geld bei der Anschaffung und Konfiguration dieser Systeme sparen.

Redundanz

Bei Verwendung einer Ringtopologie kehrt der Datenstrom zum Master zurück und geht auf der anderen Seite zu den anhängigen Knoten aus, da der Master über Knoten verfügt, die am zweiten Port und am ersten angeschlossen sind. Dadurch entsteht ein Redundanzeffekt, bei dem Sie trotz eines Ausfalls einer Netzwerkverbindung immer alle Teilnehmer kontaktieren.