Beckhoff 公司的實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù) EtherCAT(用于控制與自動(dòng)化技術(shù)的以太網(wǎng))具有性能優(yōu)異、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活和組態(tài)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。由于采用了以太網(wǎng)和互連網(wǎng)技術(shù),EtherCAT 可在 30μs 內(nèi)處理 1000 個(gè)分布式 I/O,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模幾乎無限,可實(shí)現(xiàn) 佳縱向集成。
目前有多種用于提供實(shí)時(shí)能力的以太網(wǎng)方案: 例如,通過較高 的協(xié)議層禁止 CSMA/CD 存取過程,并使用時(shí)間分片或輪詢技術(shù)來取代它。其它方案使用專用交換機(jī),并采用精確的時(shí)間控制方式分配以太網(wǎng)報(bào)文。盡管這些解決方案能夠比較快和準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)包傳送到所連接的以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn),但帶寬的利用率卻很低,特別是對(duì)于典型的自動(dòng)化設(shè)備,因?yàn)榧词故菍?duì)于非常小的數(shù)據(jù)量,也必須要發(fā)送 個(gè)完整的以太網(wǎng)幀。而且,重新定向到輸出或驅(qū)動(dòng)控制器以及讀取輸入數(shù)據(jù)所需的時(shí)間主要取決于執(zhí)行方式。通常也需要使用 條子總線,特別是在模塊化 I/O 系統(tǒng)中,這些系統(tǒng)與 Beckhoff K-bus 樣,通過同步子總線系統(tǒng)加快傳輸速度,盡管如此,這樣的同步還是無法避免通訊總線傳輸?shù)难舆t。
通過采用 EtherCAT 技術(shù),Beckhoff 突破了其它以太網(wǎng)解決方案的這些系統(tǒng)限制: 不必再像從前那樣在每個(gè)連接點(diǎn)接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包,然后進(jìn)行解碼并復(fù)制過程數(shù)據(jù)。當(dāng)幀通過每 個(gè)設(shè)備(直達(dá) I/O 端子模塊)時(shí),EtherCAT 從站控制器讀取與該設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)。同樣,輸入數(shù)據(jù)可以飛速插入至數(shù)據(jù)流中。幀被傳遞(僅被延遲幾位)過去的時(shí)候,從站會(huì)識(shí)別出相關(guān)命令,并進(jìn)行相應(yīng)處理。此過程是在從站控制器中通過硬件實(shí)現(xiàn)的,因此與協(xié)議堆棧軟件的 Run-Time 系統(tǒng)或處理器性能無關(guān)。網(wǎng)段中的 后 個(gè) EtherCAT 從站將經(jīng)過充分處理的報(bào)文發(fā)回,這樣該報(bào)文就作為 種響應(yīng)報(bào)文由 個(gè)從站返回到主站。
從以太網(wǎng)的角度看,Ether?CAT 總線網(wǎng)段是 個(gè)可接收和發(fā)送以太網(wǎng)幀的大型以太網(wǎng)設(shè)備。但是,該“設(shè)備“不包含帶下游微處理器的單個(gè)以太網(wǎng)控制器,而只包含大量的 EtherCAT 從站。與其它任何以太網(wǎng)設(shè)備 樣,EtherCAT 不需要通過交換機(jī)就可以建立通訊,因而產(chǎn)生 個(gè)純粹的 EtherCAT 系統(tǒng)。