受广泛支持的开放性技术

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1、 第 1 页 共 2 页受广泛支持的 开放性技术： 受广泛支持的 开放性技术： EtherCAT PC 控制 期刊就基于控制 期刊就基于 EtherCAT 总线端子模块技术的实际可用性， 开放性及用户可能得到的切实利益等问题采访了德国倍福总线模块 及总线端子模块技术的实际可用性， 开放性及用户可能得到的切实利益等问题采访了德国倍福总线模块 及 EtherCAT 总线产品经理总线产品经理 Michael Jost 和和 Uwe Prmeier 先生。先生。 PC-Control: EtherCAT 开创了工业数据通讯的新纪元。而 实际上它是否是真正基于应用而研发的呢？ Michael Jost:

2、 的确如此。自 2003 年以来，我们在该领 域不断获得的 EtherCAT 通讯方面的丰富经验足可以证 明这一点。此外的因素还包括与现有总线端子的兼容 性，以及相关联的广泛产品领域。并且，EtherCAT 系 统是在实践中被测试检验过上千次的技术，无论在现 场总线通讯，或者是相对于其他基于以太网系统的领 域，EtherCAT，毫无疑问是一种创新的技术。这意味 着您可以得到来自于 EtherCAT 技术组的很多自动化设 备 提 供 商 和 用 户 的 广 泛 支 持 。 可 以 通 过 浏 览 www.ethercat.org 访问 380 多家 ETG 会员信息，因此这 种支持是显而易见的。

3、 PC-Control: 这么说 EtherCAT 是否已经证明了它的开放 性？ Michael Jost: EtherCAT 无疑是一个开放的技术，得到诸 多公司的忠诚支持。然而，开放性也需要考虑很多其 他方面。EtherCAT 完全兼容 IT 以太网，和国际互联网 技术（如网络服务器及 FTP） 。根据实际的应用，其理 念也是开放的。 例如， 它可采用交换机或路由器工作， 也可与其他通讯协议混合应用。此外，EtherCAT 协议 的制定不仅开放，且已被纳入 IEC 规范。 PC-Control: 对于实际的应用来说， 开放性到底意味着什 么？ Michael Jost: 整个 Beckho

4、ff 系统，包括 EtherCAT、端子 模块、TwinCAT 自动化软件，都是开放、灵活且使用 简便的。最终用户将大大受益于此。很多有特殊应用 的自动化用户可以在使用EtherCAT及Beckhoff I/O系统 的基础上，写他们自己的主站程序，而无需使用我们 高性能 TwinCAT 主站。目前，有来自于其他供应商的 50 多种专用的主站，根据应用的需求，这些主站里只 集成了 TwinCAT 的部分功能。 PC-Control: EtherCAT 端子模块的发展是否意味着现场总 线端子时代即将结束呢？ Uwe Prmeier: 不， 绝对不是。 现场总线端子是基本的 自动化组件，它将在“新自

5、动化”理念中继续作为一 个重要角色。我们的一些用户继续使用传统的现场总 线系统，如 PROFIBUS, CANopen ，或我们的 Lightbus。 独立于总线标准的总线端子系统对此类应用是理想 的方案。此外，有多种不同的端子适用于不同的信号 类型。从 E 总线到 K 总线的完全实施过度需要时间。 在很多行业，现场总线端子仍将是标准。比如，楼宇 自动化行业的应用中，并不需要 EtherCAT 的高性能。 这个领域， 我们建议使用 Ethernet TCP/IP 协议加标准的 现场总线端子。 PC-Control: Beckhoff 在未来会否共同发展这两种 I/O 系 统？ Uwe Prme

6、ier: 是的！ 只要我们在我们的控制理念中集 成新的信号类型，我们就会提供这两种系统相关的端 子模块。Beckhoff 将平行发展这两种系统，当然一些 基于技术的端子除外：比如，由于大量的数据要求， 仅有 E 总线才有 EL6224 I/O link 端子，因为 10 s 的 模拟量采样周期对于 PROFIBUS 这样的系统是毫无意 义的。 PC-Control: 基于 FPGA 的 EtherCAT 端子已经进入市场 3 年了。什么时候基于 ASIC 的 EtherCAT 端子才可以供 货？ Michael Jost: 目前正在研发 100 多个带有 ASIC 的 EtherCAT 端子。

7、第一批带 ASIC 的端子将于 2007 年第 一季度供货。从功能上讲，端子采用 ASIC 或 FPGA 对 于我们的用户来说并没有影响。一些端子还将继续采 用 FPGA 芯片。 EtherCAT 从站控制器的类型并不影响方 案的性能。一些端子，如 8 通道端子，则只能用 ASIC 实现，因为仅有很小的空间留给从站芯片。 Beckhoff 总线模块及总线模块及 EtherCAT 总线产品经理总线产品经理 Michael Jost第 2 页 共 2 页PC-Control:人们谈论工业以太网已经有一段时间了。 然而，工业以太网，比如 EtherCAT，真的可以提供更 好的性能吗？ Uwe Prm

8、eier: 当然。性能的提高甚至可以达到量子 级别的跳跃。曾经需要考虑的重要技术参数，如系 统可多达 65,535 个设备的规模，或 30 s 内处理 1000 个分布式 I/O，而如今，几乎与系统并不相关。 因为网络规模扩大和速度的提升，使其对于自动化 应用的技术局限消失殆尽，在系统设计时通常不再 需要考虑传输的数据量或要求的传输时间等因素。 PC-Control: 对于实际应用来说，这样量子级别性能的 跳跃能带来什么益处呢？ Uwe Pr meier: 这包括很多方面。快速 EtherCAT 端子 可以配置为扩展系统，这为原来技术上受限于总线 通讯的应用开辟了新的领域。此外，新的端子具有

9、更高的性价比。对于没有那么高性能要求的实际应 用来说， 采用 EtherCAT 可大大简化设计和调试工作， 而从前对于系统设计者而言，涉及边界限的设计及 其操作曾是很大的挑战。 PC-Control: 新科技通常与一定的风险相连。用户可以 确定 EtherCAT 进入市场吗？ Uwe Pr meier: 当然。这点从我们端子系统的新品不 断入市就显而易见，如 EtherCAT 可以根据需要，集 成可靠而覆盖广泛信号范围的 K 总线端子。此外， Beckhoff 将基于应用和端子研发的核心技术扩展到 EtherCAT 技术中。另一个因素是，EtherCAT 端子采用 久经考验的机械和电子原件。

10、Beckhoff 总线模块及总线模块及 EtherCAT 总线产品经理总线产品经理 Uwe Prmeier 基于基于 EtherCAT 的精准的精准 由EtherCAT端子模块所提供的高速数据吞吐量对于其 自身来讲仍然有提升空间，它能够获得空前的端子排 功能。用于确保高精度同步运动的分布式时钟是一个 很好的例子：在完全同步的通讯中，当通讯出现故障 时会立刻影响同步品质的情况， EtherCAT 则与此相反， 对于通讯系统故障时可能引起的延迟，其分布排列的 时钟有很好的容错性。EtherCAT 的数据交换纯粹基于 硬件。由于通讯利用逻辑环形结构（多亏了全双工的 以太网及物理层） ， “主时钟”可

11、以简单而精确地确定 子时钟的运行偏差。这样，网络时间基远远低于 1 s 抖动。 然而，高精度的分布时钟不仅仅用于同步，它可以提 供本地数据请求时间的精准信息。多亏了新扩展数据 类型，非常精确的时间戳可以赋给测量值。比如，数 字量输入端子模块 EL1252 可以从过程控制层注册快 速二进制控制信号，并通过一个时间戳（它象征着最 后边界改变） ，以 1 ns 的精度识别这些信号。与数字 量输入模块 EL2252（带时间戳）共同使用，EL1252 可 以等时间隔响应，而独立于总线循环时间。总之， EtherCAT 端子可提供更高的瞬间精度，使自动化机械 具备更高的机械精度，并减小循环时间，因此也降低 CPU 成本。 2通道模拟量输入端子EL3702连接用于高精度测量的 采样数据类型，比如，采用总线循环时间的可调整的 整数倍 （过采样因数 n） 扫描-10 到+10 V 之间的信号。 对于每个所谓的微循环，EtherCAT 端子生成一系列过 程数据，在下一个总线循环进行采集和传输。这个过 程使模拟量输入信号的瞬时精度可以提高到总线循 环时间的 n 倍。 对于模拟量模块 EL4702 输出端子 （带 过采样）也同样，如果超过了阀值，等时间隔的响应 则成为可能。