Come funziona EtherCAT?

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Secondo EtherCAT Technology Group, EtherCAT è una tecnologia Industrial Ethernet ad alte prestazioni, a basso costo e di facile utilizzo con una topologia flessibile. EtherCAT è l'acronimo di Ethernet per le tecnologie di automazione del controllo. Come suggerisce il nome, il focus di questa tecnologia è sui processi di automazione. Ci sono diverse ragioni per cui la normale Ethernet non è adatta per queste applicazioni, ma la principale è la velocità. Per capire da dove viene la velocità di EtherCAT, dobbiamo prima capire come funziona.

Come funziona?

EtherCAT utilizza una configurazione Master/Slave in cui solo un nodo master può inviare un frame di dati all'interno del segmento (questo
assicura il funzionamento in tempo reale ed evita ritardi). Quando il master lo invia, passa attraverso ogni nodo connesso come un flusso. Ogni slave legge dal frame solo i dati ad esso indirizzati e inserisce i propri dati mentre il frame continua ad avanzare al nodo successivo. L'ultimo nodo del segmento invia quindi il frame al master con tutti i dati scritti da ciascun nodo slave.

Vantaggi di EtherCAT

Prestazioni

EtherCAT è la tecnologia Ethernet più veloce disponibile sul mercato. Inoltre, sincronizza gli orologi con una precisione di nanosecondi. I rapidi tempi di reazione riducono i tempi di attesa durante le transizioni tra le fasi di processo, migliorando notevolmente l'efficienza dell'applicazione. Infine, l'architettura del sistema EtherCAT riduce al minimo il carico sulla CPU del 25 – 30 % rispetto ad altri sistemi bus.

Topologia flessibile

EtherCAT utilizza livelli full-duplex e quando viene rilevata una porta aperta in un nodo specifico, restituisce automaticamente il frame di dati al master. Ciò consente più opzioni nella topologia (stella, albero, linea, bus, anello).

Economico

EtherCAT offre le funzionalità di Industrial Ethernet a un prezzo simile o addirittura inferiore a quello di un tradizionale sistema Fieldbus. L'unico hardware richiesto dai dispositivi master è una porta Ethernet. Quando si utilizza EtherCAT, la rete non richiede switch, quindi si risparmia sull'acquisto e la configurazione di tali sistemi.

Ridondanza

Quando si utilizza una topologia ad anello, poiché il master ha nodi collegati nella seconda porta e nella prima, se un collegamento all'interno della rete è inattivo, il flusso di dati ritorna al master e esce dall'altra parte ai nodi in sospeso. Ciò fornisce un effetto di ridondanza in cui contatti sempre tutti i nodi nonostante un collegamento di rete si interrompa.