Beckhoff 公司的實時以太網(wǎng)技術 EtherCAT(用于控制與自動化技術的以太網(wǎng))具有性能優(yōu)異、拓撲結構靈活和組態(tài)簡單等特點。由于采用了以太網(wǎng)和互連網(wǎng)技術,EtherCAT 可在 30μs 內(nèi)處理 1000 個分布式 I/O,網(wǎng)絡規(guī)模幾乎無限,可實現(xiàn) 佳縱向集成。
目前有多種用于提供實時能力的以太網(wǎng)方案: 例如,通過較高 的協(xié)議層禁止 CSMA/CD 存取過程,并使用時間分片或輪詢技術來取代它。其它方案使用專用交換機,并采用精確的時間控制方式分配以太網(wǎng)報文。盡管這些解決方案能夠比較快和準確地將數(shù)據(jù)包傳送到所連接的以太網(wǎng)節(jié)點,但帶寬的利用率卻很低,特別是對于典型的自動化設備,因為即使是對于非常小的數(shù)據(jù)量,也必須要發(fā)送 個完整的以太網(wǎng)幀。而且,重新定向到輸出或驅(qū)動控制器以及讀取輸入數(shù)據(jù)所需的時間主要取決于執(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,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連接點接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包,然后進行解碼并復制過程數(shù)據(jù)。當幀通過每 個設備(直達 I/O 端子模塊)時,EtherCAT 從站控制器讀取與該設備相關的數(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)過去的時候,從站會識別出相關命令,并進行相應處理。此過程是在從站控制器中通過硬件實現(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。網(wǎng)段中的 后 個 EtherCAT 從站將經(jīng)過充分處理的報文發(fā)回,這樣該報文就作為 種響應報文由 個從站返回到主站。
從以太網(wǎng)的角度看,Ether?CAT 總線網(wǎng)段是 個可接收和發(fā)送以太網(wǎng)幀的大型以太網(wǎng)設備。但是,該“設備“不包含帶下游微處理器的單個以太網(wǎng)控制器,而只包含大量的 EtherCAT 從站。與其它任何以太網(wǎng)設備 樣,EtherCAT 不需要通過交換機就可以建立通訊,因而產(chǎn)生 個純粹的 EtherCAT 系統(tǒng)。