EtherCAT là gì?
EtherCAT là một hệ thống fieldbus dựa trên Ethernet. Giao thức được tiêu chuẩn hóa trong IEC 61158 và phù hợp với cả yêu cầu tính toán thời gian thực cứng và mềm trong công nghệ tự động hóa.
EtherCAT là một giao thức mạng Ethernet rất linh hoạt. Một nguyên tắc độc đáo được gọi là “xử lý khi đang di chuyển” mang lại cho EtherCAT một số lợi thế độc đáo. Vì các thông điệp EtherCAT được chuyển trước khi được xử lý trong mỗi nút, nên EtherCAT hoạt động với tốc độ và hiệu quả cao. Quá trình này cũng tạo ra sự linh hoạt trong cấu trúc liên kết và đồng bộ hóa đáng kinh ngạc.
Lịch sử phát triển
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) ban đầu được phát triển bởi Beckhoff Automation , một nhà sản xuất PLC (Bộ điều khiển logic khả trình) được sử dụng trong các hệ thống điều khiển thời gian thực và tự động hóa công nghiệp.
Họ đã phát triển phiên bản Fieldbus của riêng mình có tên là “LightBus” vào cuối những năm 1980, để giải quyết vấn đề băng thông của các giao diện khác. Việc ứng dụng bổ sung trên giao thức này cuối cùng đã dẫn đến việc phát minh ra EtherCAT.
Beckhoff đã giới thiệu EtherCAT với thế giới vào năm 2003. Và sau đó vào năm 2004, họ đã trao quyền cho ETG (EtherCAT Technology Group) – những người chịu trách nhiệm quảng bá tiêu chuẩn này. ETG có một nhà phát triển và nhóm người dùng rất tích cực. EtherCAT được tiêu chuẩn hóa theo IEC 61158.
Vào năm 2005, EtherCAT đã được tiêu chuẩn hóa thành IEC/ PAS 62407. Tiêu chuẩn này hiện đã lỗi thời, mặc dù không phải do lỗi nào trong EtherCAT. Thay vào đó, EtherCAT đã được tích hợp vào một số tiêu chuẩn khác, một dấu hiệu cho thấy tính linh hoạt của nó.
Cả hai tiêu chuẩn IEC fieldbus IEC 61158 và IEC 61784-2 đều bao gồm EtherCAT vào năm 2007. EtherCAT cũng được bao gồm trong các tiêu chuẩn công bố tiêu chuẩn ISO 15.745-4.
Nguyên tắc hoạt động của EtherCAT
Nguyên tắc cơ bản của EtherCAT là đọc truyền qua. Đọc qua có nghĩa là các thông điệp không được dành cho một nút duy nhất và được sử dụng bởi nút đó. Thay vào đó, các thông điệp được truyền tới nút sau, trong một chuỗi khi chúng được xử lý. Dữ liệu đầu vào cho một nút được đọc khi thông báo được xử lý và dữ liệu đầu ra được chèn vào thông báo cho nút tiếp theo.
Một thông báo duy nhất được phát hành bởi EtherCAT Master với dữ liệu cho tất cả các nút. Khi thông điệp được truyền xung quanh vòng và quay trở lại Master, mỗi nút đọc các đầu vào của nó và thêm các đầu ra của nó vào thông điệp. Khi thông báo quay trở lại EtherCAT Master, mọi nút trong mạng đã nhận được dữ liệu đầu vào mới từ Master và trả lại dữ liệu đầu ra mới cho Master. Nếu không có các tải nhỏ hoặc thông báo được nhắm mục tiêu đến các nút cụ thể, mạng EtherCAT có thể đạt được mức sử dụng băng thông tối đa.
Mạng EtherCAT có thể được so sánh với một tuyến đường sắt nơi mỗi ga có thể hạ tải và xếp lại các toa tàu trong khi tàu di chuyển qua ga.
Công nghệ tự chấm dứt
EtherCAT sử dụng cùng một lớp liên kết vật lý và dữ liệu của Ethernet. Không cần phần cứng đặc biệt để triển khai mạng EtherCAT.
Các thiết bị chuyển mạch switch thường thấy trong hệ thống Ethernet không được sử dụng trong mạng EtherCAT. Thay vào đó, mỗi thiết bị EtherCAT nhúng một công tắc. Mỗi thiết bị có hai cổng RJ45. Một RJ45 được kết nối với nút trước đó trong mạng và một được kết nối với nút tiếp theo.
Thiết bị EtherCAT MASTER là thiết bị duy nhất được phép truyền dữ liệu qua mạng! Master gửi một chuỗi dữ liệu qua bus, loại bỏ các xung đột dữ liệu của hệ thống Ethernet.
Thiết bị Master là thiết bị duy nhất trong phân đoạn EtherCAT được phép gửi tin nhắn – các Slave có thể thêm dữ liệu và gửi khung theo đó, nhưng chúng không thể tự tạo tin nhắn mới.
Bất kỳ nút nào không phát hiện ra nút tiếp theo trong chuỗi sẽ tự động kết thúc mạng tại điểm đó, dữ liệu sẽ tự động được trả về theo hướng khác thông qua giao thức EtherCAT
Xem thêm tại:
switchcongnghiep.com.vn
EtherCAT là một hệ thống fieldbus dựa trên Ethernet. Giao thức được tiêu chuẩn hóa trong IEC 61158 và phù hợp với cả yêu cầu tính toán thời gian thực cứng và mềm trong công nghệ tự động hóa.
EtherCAT là một giao thức mạng Ethernet rất linh hoạt. Một nguyên tắc độc đáo được gọi là “xử lý khi đang di chuyển” mang lại cho EtherCAT một số lợi thế độc đáo. Vì các thông điệp EtherCAT được chuyển trước khi được xử lý trong mỗi nút, nên EtherCAT hoạt động với tốc độ và hiệu quả cao. Quá trình này cũng tạo ra sự linh hoạt trong cấu trúc liên kết và đồng bộ hóa đáng kinh ngạc.
Lịch sử phát triển
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) ban đầu được phát triển bởi Beckhoff Automation , một nhà sản xuất PLC (Bộ điều khiển logic khả trình) được sử dụng trong các hệ thống điều khiển thời gian thực và tự động hóa công nghiệp.
Họ đã phát triển phiên bản Fieldbus của riêng mình có tên là “LightBus” vào cuối những năm 1980, để giải quyết vấn đề băng thông của các giao diện khác. Việc ứng dụng bổ sung trên giao thức này cuối cùng đã dẫn đến việc phát minh ra EtherCAT.
Beckhoff đã giới thiệu EtherCAT với thế giới vào năm 2003. Và sau đó vào năm 2004, họ đã trao quyền cho ETG (EtherCAT Technology Group) – những người chịu trách nhiệm quảng bá tiêu chuẩn này. ETG có một nhà phát triển và nhóm người dùng rất tích cực. EtherCAT được tiêu chuẩn hóa theo IEC 61158.
Vào năm 2005, EtherCAT đã được tiêu chuẩn hóa thành IEC/ PAS 62407. Tiêu chuẩn này hiện đã lỗi thời, mặc dù không phải do lỗi nào trong EtherCAT. Thay vào đó, EtherCAT đã được tích hợp vào một số tiêu chuẩn khác, một dấu hiệu cho thấy tính linh hoạt của nó.
Cả hai tiêu chuẩn IEC fieldbus IEC 61158 và IEC 61784-2 đều bao gồm EtherCAT vào năm 2007. EtherCAT cũng được bao gồm trong các tiêu chuẩn công bố tiêu chuẩn ISO 15.745-4.
Nguyên tắc hoạt động của EtherCAT
Nguyên tắc cơ bản của EtherCAT là đọc truyền qua. Đọc qua có nghĩa là các thông điệp không được dành cho một nút duy nhất và được sử dụng bởi nút đó. Thay vào đó, các thông điệp được truyền tới nút sau, trong một chuỗi khi chúng được xử lý. Dữ liệu đầu vào cho một nút được đọc khi thông báo được xử lý và dữ liệu đầu ra được chèn vào thông báo cho nút tiếp theo.
Một thông báo duy nhất được phát hành bởi EtherCAT Master với dữ liệu cho tất cả các nút. Khi thông điệp được truyền xung quanh vòng và quay trở lại Master, mỗi nút đọc các đầu vào của nó và thêm các đầu ra của nó vào thông điệp. Khi thông báo quay trở lại EtherCAT Master, mọi nút trong mạng đã nhận được dữ liệu đầu vào mới từ Master và trả lại dữ liệu đầu ra mới cho Master. Nếu không có các tải nhỏ hoặc thông báo được nhắm mục tiêu đến các nút cụ thể, mạng EtherCAT có thể đạt được mức sử dụng băng thông tối đa.
Mạng EtherCAT có thể được so sánh với một tuyến đường sắt nơi mỗi ga có thể hạ tải và xếp lại các toa tàu trong khi tàu di chuyển qua ga.
Công nghệ tự chấm dứt
EtherCAT sử dụng cùng một lớp liên kết vật lý và dữ liệu của Ethernet. Không cần phần cứng đặc biệt để triển khai mạng EtherCAT.
Các thiết bị chuyển mạch switch thường thấy trong hệ thống Ethernet không được sử dụng trong mạng EtherCAT. Thay vào đó, mỗi thiết bị EtherCAT nhúng một công tắc. Mỗi thiết bị có hai cổng RJ45. Một RJ45 được kết nối với nút trước đó trong mạng và một được kết nối với nút tiếp theo.
Thiết bị EtherCAT MASTER là thiết bị duy nhất được phép truyền dữ liệu qua mạng! Master gửi một chuỗi dữ liệu qua bus, loại bỏ các xung đột dữ liệu của hệ thống Ethernet.
Thiết bị Master là thiết bị duy nhất trong phân đoạn EtherCAT được phép gửi tin nhắn – các Slave có thể thêm dữ liệu và gửi khung theo đó, nhưng chúng không thể tự tạo tin nhắn mới.
Bất kỳ nút nào không phát hiện ra nút tiếp theo trong chuỗi sẽ tự động kết thúc mạng tại điểm đó, dữ liệu sẽ tự động được trả về theo hướng khác thông qua giao thức EtherCAT
Xem thêm tại:
EtherCAT là gì? Sự khác biệt giữa EtherCAT và Ethernet tiêu chuẩn - Thiết bị truyền thông công nghiệp
EtherCAT là gì? EtherCAT là một hệ thống fieldbus dựa trên Ethernet. Giao thức được tiêu chuẩn hóa trong IEC 61158 và phù hợp với cả yêu cầu tính toán thời gian thực cứng và mềm trong công nghệ tự động hóa.
switchcongnghiep.com.vn
