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EtherCAT

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EtherCATおつたいもうひかえせい自動じどう技術ぎじゅつ[1]いち開放かいほう構,以おつたいもうため基礎きそてき現場げんばそうせん系統けいとう,其名稱めいしょうてきCATためひかえせい自動じどう技術ぎじゅつControl Automation Technology)くびてき縮寫しゅくしゃ。EtherCAT確定かくていせいてき工業こうぎょう以太もう最早もはやよしとくこくてきBeckhoff公司こうしとぎはつ[2]

自動じどうたいどおり訊一般會要求較短的資料更新時間(あるしょうためしゅう時間じかん)、資料しりょうどうえいData synchronizationどきてきどおり抖动りょうてい,而且かたからだてき成本なりもとかなめてい,EtherCAT開發かいはつてき目的もくてき就是ゆずるおつたいもう運用うんようざい自動じどう應用おうようちゅう

機能きのう原理げんり

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一般工業通訊的網路各節點傳送的資料長度不長,はんおつふともう幀的最小さいしょうちょうようしょう。而每節點せってん每次まいじ更新こうしん資料しりょうよう送出そうしゅついち幀,造成ぞうせいしきひろしてきてい利用りようりつもうてき整體せいたい性能せいのう也隨下降かこう。EtherCAT利用りよういちしゅたたえためそくでん輸」(processing on the fly)てき技術ぎじゅつ改善かいぜん以上いじょうてき問題もんだい[3]

EtherCAT 運作動畫
EtherCAT うん作動さどう

ざいEtherCATもうちゅうとう資料しりょう通過つうかEtherCAT節點せってん節點せってんかい複製ふくせい資料しりょうさい傳送でんそういたしもいち節點せってん同時どうじ識別しきべつ對應たいおう此節てんてき資料しりょうのりかい進行しんこう對應たいおうてき處理しょりわか節點せってん需要じゅよう送出そうしゅつ資料しりょう,也會ざい傳送でんそういたしも一個節點的資料中插入要送出的資料[2]まい節點せってん接收せっしゅう傳送でんそう資料しりょうてき時間じかんしょう於1ほろびょう一般いっぱん而言ただよういちてき資料しりょう就可以供所有しょゆうてきもう路上ろじょうてき節點せってん傳送でんそう接收せっしゅう資料しりょう

つう協定きょうてい

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EtherCATどおり協定きょうていはりたいほどじょ資料しりょう進行しんこうゆう利用りよう標準ひょうじゅんてきIEEE 802.3以太もう幀傳遞,Ethertypeため0x88a4。其資料しりょう順序じゅんじょもう站上設備せつびてき實體じったい順序じゅんじょ無關むせきじょう順序じゅんじょ也沒有限ゆうげんせいしゅ站可以和したがえ進行しんこうこうとうつう訊。わか需要じゅようIPみちゆかり,EtherCATどおり協定きょうてい以放いれUDP/IP資料しりょうつつみちゅう

性能せいのう

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EtherCATてきしゅう時間じかんたんいんしたがえ站的ほろ處理しょり處理しょりおつたいもうてきふうつつみ所有しょゆうほどじょ資料しりょうよししたがえ站控せいてきかたたいらい處理しょり。此特せいさい配合はいごうEtherCATてき機能きのう原理げんり使つかいとくEtherCAT以成ため高性能こうせいのうてき分散ぶんさんしきI/O系統けいとう包含ほうがんいちせん分散ぶんさんしきすう輸入ゆにゅう/輸出ゆしゅつてきほどじょ資料しりょう交換こうかんただ需30us[2]相當そうとう於在100Mbit/sてきおつたいもうでん輸125もとくみてき資料しりょう。讀寫いちひゃく伺服じくてき系統けいとう以以10 kHzてきそくりつ更新こうしん一般いっぱんてき更新こうしんそくりつやくため1–30 kHz,ただし也可以使用しよう較低てき更新こうしんそくりつ,以避めんふと頻繁ひんぱんてき直接ちょくせつ記憶きおくたいそん影響えいきょうぬし個人こじん電腦でんのうてきうんさく

ひらけなぐ

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EtherCAT使用しようぜんそうこうてきおつたいもう實體じったいそうしたがえ可能かのうゆう二個或二個以上的埠。わか設備せつびぼつ偵測いた其下ゆうゆう其他設備せつびしたがえ站的ひかえせいかい自動じどうせき閉對おうてき埠並かいでん以太もう幀。よし上述じょうじゅつてき特性とくせい,EtherCATいく支援しえん所有しょゆうてきもうひらけなぐ包括ほうかつそうせんしきじょうあるほしじょう現場げんばそうせん常用じょうようてきそうせんしきひらけなぐ也可以用ざい以太もうちゅう

EtherCATてきひらけなぐ以用もう路線ろせんぶんえだあるたんせん(stub)さく任意にんいてき組合くみあいゆう三個或三個以上以太網接口的設備就可以當作分接器,一定いってい一定いってい要用ようようあみ交換こうかんよし使用しよう100BASE-TXてき以太もう物理ぶつりそう,二個設備之間的距離可以到100おおやけじゃくいちEtherCATだんてきもう最多さいた以有65535設備せつびわかEtherCATもう使用しよう環狀かんじょうひらけなぐしゅ設備せつび需要じゅようゆうどおり訊埠),のり此網かえゆうともづなせん冗餘てき機能きのう

どう

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ためりょう系統けいとうてきどう,EtherCAT協定きょうてい中有ちゅうう提供ていきょう分散ぶんさんしき时钟せいそく使つかいどおり循環じゅんかんしゅうゆう抖動,时钟てき抖動とおしょう於1µs,大約たいやく接近せっきんIEEE 1588精密せいみつ時間じかん協議きょうぎえいPrecision Time Protocolてき標準ひょうじゅんよし此EtherCATてきしゅ設備せつび需針たい时钟使用しよう特殊とくしゅてきかたからだ以用軟體實現じつげん在任ざいにんなん標準ひょうじゅんてきおつたいもうMAC,そく使つかいぼつゆう特殊とくしゅてきどおり訊協處理しょり也沒ゆう關係かんけい

標準ひょうじゅん建立こんりゅう分散ぶんさんしき时钟てきほどじょゆかりしゅ送出そうしゅつ一特定位址的廣播訊息給所有從站來啟動。わか使用しよう環狀かんじょうひらけなぐ所有しょゆうしたがえ站會ざいおさむいた訊息かんぬきくさり內部かねとう訊息かいらいかいさいかんぬきくさり內部かねいちしゅ會讀かいどく所有しょゆうしたがえ站閂くさりてき值,計算けいさん各個かっこしたがえ站的のべおそためりょうしょうじょ抖動てき影響えいきょう及求得平とくひらひとし值,しゅ站會儘可能かのうてきつぎ進行しんこう上述じょうじゅつてきほどじょ所有しょゆうてきしたがえ站延おそかいかくしたがえ站在したがえ站環じょうひらけなぐてき位置いちらい計算けいさんなみ記錄きろくざい一個偏移寄存器中。最後さいごぬし送出そうしゅつ一個讀寫系統时钟的廣播訊息,かい使だい一個從站的時鐘為參考時鐘,其他したがえ站的內部かねかい調整ちょうせいいただいいちしたがえ站相どう

ためりょうざいはつはじめ保持ほじかねてきどうしゅ站或したがえ站需定期ていきてきさい送出そうしゅつこう播訊ごう,以計算けいさん各個かっこしたがえ站內かねてき速度そくど差異さいわかゆう需要じゅようしたがえ需要じゅよう調整ちょうせい自身じしんかねてき速度そくどあるゆう其他調整ちょうせいかねてきせい

系統けいとうかねいち64もとてき計時けいじ計數けいすう內容したがえ2000ねん1がつ1にち0てん0ふん開始かいししょ經過けいかてき時間じかん單位たんい奈秒(ns)。

設備せつびぎょうぶんまわし

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設備せつびぎょうぶんまわし(device profile)描述應用おうよう需要じゅようてきまいりすう設備せつびてき機能きのう特性とくせい包括ほうかつ可能かのう設備せつび種類しゅるい不同ふどうてき狀態じょうたいそうせん技術ぎじゅつちゅうやめゆう許多きょたもたれてき設備せつびぎょうぶんまわしれい如I/O設備せつび驅動くどうあるばつとう設備せつび。EtherCAT同時どうじ支援しえんCANopen設備せつびぎょうぶんまわしSercosえいSERCOS interface驅動くどうぎょうぶんまわししたがえCANopenあるSercos移植いしょくいたEtherCATざい應用おうよう觀點かんてんいたてき內容いちようてき,也可方便ほうべん使用しようしゃある設備せつび製造せいぞうしょうてき轉換てんかん

機能きのう安全あんぜん

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EtherCATゆういち強的ごうてき協定きょうてい版本はんぽんしょうためSafety over EtherCAT,以在どういちもう路上ろじょう進行しんこう機能きのう安全あんぜん相關そうかんてきどおり訊和一般的控制通訊。此安全通ぜんつう訊是以EtherCATてき應用おうようそうため基礎きそかい影響えいきょうそこそうてきどおり協定きょうてい[4]。Safety over EtherCATゆう通過つうかIEC 61508てき認證にんしょう符合ふごう安全あんぜんかんせいせい等級とうきゅう(SIL)3てき要求ようきゅう2005ねんおこりやめゆう使用しようSafety over EtherCATてき產品さんぴん上市うわいち

實現じつげん

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EtherCATしゅ站可以用軟體,ざい標準ひょうじゅんてきおつたいもうMACちゅう實現じつげん許多きょた供應きょうおうしょうゆう提供ていきょうざい不同ふどう作業さぎょう系統けいとうてきほどしき碼,也有やゆう許多きょた開源かいげん軟體あるきょうとおる軟體。EtherCATしたがえ需要じゅよう特殊とくしゅてきEtherCATしたがえ站控せい才能さいのう實現じつげんそくでん輸(processing on the fly)てき技術ぎじゅつ。EtherCATしたがえ站控せい以用FPGAらい實現じつげん,且已ゆうげんなりてきだい碼,此控せい也可以用ASICらい實現じつげん

參考さんこう資料しりょう

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  1. ^ 自動じどうざいせん EtherCAT簡介. [2012-08-23]. (原始げんし内容ないようそん档于2016-03-04). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 cechina EtherCAT 原理げんりかい. [2012-08-23]. (原始げんし内容ないようそん于2016-03-04). 
  3. ^ ethercat.org EtherCAT簡介 (PDF). [2012-08-23]. (原始げんし内容ないよう (PDF)そん档于2012-07-21). 
  4. ^ The safety solution for EtherCAT (PDF). [2012-08-24]. (原始げんし内容ないようそん (PDF)于2012-07-21). 

其他參考さんこう資料しりょう

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  • Janssen, D.; Büttner, H., Computing & Control Engineering Journal, 2004, 15: 16–21  |contribution=ゆるがせりゃく (帮助); かけすくなある|title=为空 (帮助)
  • Rostan, M., High Speed Industrial Ethernet for Semiconductor Equipment, SEMI Technical Symposium: Innovations in Semiconductor Manufacturing (PDF), San Francisco, CA, USA: SEMI, 2004 [2012-09-11], (原始げんし内容ないようそん (PDF)于2012-07-21) 
  • Potra, S.; Sebestyen, G., EtherCAT Protocol Implementation Issues on an Embedded Linux Platform, IEEE-TTTC International Conference on Automation, Quality and Testing, Robotics AQTR 2006, Cluj-Napora, Romania: IEEE: 420–425, 2006 
  • Robertz, S. G.; Nilsson, K.; Henriksson, R.; Blomdell, A., Industrial robot motion control with real-time Java and EtherCAT, 12th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation, Patras, Greece: IEEE, 2007 

外部がいぶ連結れんけつ

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