В прошлом выпуске мы обсуждали определение, рыночные узлы и конкретные планы EtherCAT. Самый полный анализ протокола связи ПЛК — EtherCAT (1) Обсуждаем этот вопрос: EtherCAT и EtherNet.

EtherNetEthernet

В 1980-х годах Ethernet был относительно специализированной технологией компьютерного подключения, которой управляли опытные мастера в строго контролируемых офисных средах.

С тех пор технологии и производительность невероятно продвинулись вперед, и многие люди во всем мире используют проводной и беспроводной (Wi-Fi) Ethernet в своей повседневной жизни.

Конечно, сеть также имеет решающее значение для целей промышленной автоматизации, но технология, используемая для этой услуги, всегда должна отвечать нескольким требованиям:

• Форм-фактор и метод установки подходят для полевых условий (простота установки, устойчивость к температуре окружающей среды/грязи/влаге/физическим условиям)
• Высокая устойчивость к электрическим помехам от источников питания, двигателей, контакторов и других источников.
• Достаточная пропускная способность и оперативность

Самые ранние подходы к цифровой связи и технологиям сетевых операций (ОТ) были специализированными, даже иногда запатентованными, и ограниченными (было доступно несколько версий). Однако возможная экономия на масштабе позволяет информационным технологиям Ethernet (ИТ) доминировать в коммуникациях промышленной автоматизации на всех уровнях.

EtherNet vs EtherCAT

Решения на базе Ethernet стали доминирующим методом связи для управления движением и промышленными системами. TCP, UDP, ModbusTCP, EtherNet/IP, ProfiNet и EtherCAT — это несколько протоколов Ethernet, которые обеспечивают высокоскоростную и надежную связь.

Поскольку EtherCAT и Ethernet используют одно и то же физическое оборудование и часто используются вместе, отличить их друг от друга может быть сложно. Однако разработчики систем управления могут сделать осознанный выбор, понимая несколько ключевых факторов, таких как применение, синхронность и стоимость.

Как правило, EtherNet следует стандартному сетевому протоколу уровня 7 OSI, как показано на рисунке ниже:

Для сравнения, EtherCAT является инновационным и улучшенным на основе EtherNet. Он не имеет такого количества слоев, и для передачи данных используются только уровни 1 и 2.

Следовательно, на основе этого скорость передачи данных увеличивается, а риск и неопределенность передачи данных между уровнями снижаются.

Сравнение скорости

Мы используем следующий пример, чтобы проиллюстрировать скорость связи по шине EtherCAT:

Согласно приведенному выше кадру связи,Если прошлоТип ДИНТиз（4байты）изданные,Так:

Всего EtherNet необходимо передать: 8+6+6+2+46+4 = 72 byte длина данных

Всего EtherCAT необходимо передать: 2+12+4 = 18byte длина данных

так,В том же средстве связи,EtherCAT通讯所需要из时间仅仅是EtherNet通讯изчетверть。

Сравнение управления операциями

Если для управления движением используется Ethernet, это обычно означает отправку и получение инструкций и данных через TCP-связь между хостом и контроллером движения Motion, а также реализацию управления движением через контроллер, поэтому производительность самого Ethernet в реальном времени невысока. ., поэтому невозможно контролировать решение для управления операциями с высокой производительностью синхронизации.

По сравнению с вышеупомянутым решением, решение для управления шиной EtherCAT включает в себя главную станцию ​​EtherCAT. Все подчиненные станции (IO или сервоприводы) обмениваются данными в режиме реального времени через EtherCAT, вплоть до микросекундного уровня.

Конечно, EtherCAT требует больше затрат. Во-первых, он требует настройки программного обеспечения ведущей и ведомой станций. Во-вторых, каждая ведомая станция требует пакетов данных определенного протокола и не совместима с сетью с традиционными маршрутизаторами и коммутаторами. Наконец, каждая ведомая станция также требует выделенной сети. Микросхема ASIC шины EtherCAT.

Подвести итог

В случаях с более низкой стоимостью, но низкими требованиями к реальному времени можно рассмотреть возможность использования общей связи EtherNet. В конце концов, эта технология разрабатывалась уже почти 50 лет, является относительно зрелой и может быть внедрена быстрее. Для ситуаций управления движением, особенно синхронного управления в течение 1 мс, первым выбором является EtherCAT. Конечно, при нынешнем развитии цифровизации и интеллекта мы должны объединить преимущества того и другого, всесторонне рассмотреть и в конечном итоге предоставить клиентам удовлетворительное решение.