EtherCAT

Windows下EtherCAT®实时自动化

基于高性能现场总线和以太网协议的PC支持的自动化。EtherCAT®是其中最强大最流行的系统之一。

  • 同时代的基于自动控制协议（工业以太网）以太网，100 Mbit/s以太网，支持环形、星形、总线型拓补结构。
  • 循环数据包快速更新，基本上与真实同步。
  • 通过PDO的快速交换进程数据
  • 通过SDO的复杂服务数据交换

Kithara EtherCAT Master是Kithara实时套件的一部分，可以作为一个高效的函数库来实现复杂的自动化任务。其简单的应用程序可降低开发工作量和高度的灵活性：

  • 高数据接收量（如：几千个I/O量以几千赫兹的频率更新）；
  • 周期时间短 (>=50 µs)；
  • 十分适合工业自动化；
  • I/O终端，伺服功放或不同制造商的安全解决方案；
  • 基于高频率和周期性 实时定时器 （等时间间隔）；
  • 支持所有现有Windows操作系统，32位和64位版；
EtherCAT: 原理图结构

BPA Consulting 对2008到2010年国际市场工业以太网份额的调查，EtherCAT是“硬”实时任务使用量最大的协议。然而，这种最初由Beckhoff公司开发的，即使没有时间要求严格的数据处理的工业以太网协议，比以往任何时候的需求都多。在调查结果中，EtherCAT有10%的市场份额，占到了第四的位置，前三位分别为Ethernet/IP,Profinet和Modbus TCP。 EtherCAT 技术小组 期望市场份额能比上述调查中提及的份额翻一番。

称为EtherCAT Master的控制软件是一个基于SPS的从某种程度上说复杂和封闭的系统“黑盒”。相比于Beckhoff公司的TwinCAT解决方案，通过Kithara EtherCAT Master开启功能库，提供了并且简化了的实现方法。通过Kithara EtherCAT Master大体上使一个更灵活、更廉价的的解决方案成为可能。Kithara EtherCAT Master是位于柏林的Kithara软件公司开发的 实时套件 套件中的一部分，是一种理想的Windows通用自动化解决方案功能工具。它提供了许许多多的实现快速、低价、灵活、基于EtherCAT的控制应用的机制。

Kithara EtherCAT Master为用户提供了必要的函数（例如：具有“硬”实时特性和多任务性能的高精度定时器100 Mbit/s或1 Gbit/s实时以太网访问）和更多基于PC自动化和控制程序的机制。这些机制中的一部分是作为冗余的实例，热连接、访问PCI板卡的硬件、USB设备、串行接口。Windows系统下的特殊的 Kithara实时套件 实时扩展提供了EtherCAT Master的实时能力。你的EtherCAT Master专属的概览可以在 这里 找到。

实时自动化

模块

Kithara EtherCAT Master是Kithara实时套件的一个模块，包括以下组成部分:

EtherCAT模块

实时EtherCAT主站

  • 普通
  • 特征

Kithara EtherCAT主站是内部基于优先级的抢占式 实时多任务系统。通过利用多个CPU内核的并行性，可以将多个实时任务分发给CPU内核。因此，高度可扩展的实时功能通过 专用模块可以专用CPU内核处理实时信息。

  • 独立的EtherCAT主站
  • 使用XML文件自动识别EtherCAT拓扑
  • 实时处理数据通信（循环I/O数据交换）
  • 短周期时间： 低至50微秒或更短
  • 热连接和电缆冗余
  • 网络模块为基础
  • 支持RealTek和Intel的网络接口
  • 支持所有制造商的I/O端子，伺服变频器等（例如Beckhoff）
  • EtherCAT主站的模块化结构：基础模块+选件
  • 过程数据通信（PDO）
  • 服务数据通信（SDO）
  • 邮箱通信
  • 基于EtherCAT的CANopen（CoE）
  • 基于EtherCAT的以太网（EoE）
  • 通过EtherCAT传输文件（FoE）
  • 分布式时钟（DC）

EtherCAT PC从站模块

实现简单的PC作为EtherCAT从站

  • 普通
  • 特征
  • 硬件支持

典型的EtherCAT网络解决方案通常是在基于PC的基础上，通过安装专门的硬件、耦合器和夹具来建立，但没有具体的图形化用户界面。Kithara的EtherCAT PC从站模块现在提供了这个功能，可以提供更高程度的可扩展性。采用EtherCAT接口的个人电脑作为从站，用户可以实现面向目标和灵活的概念，集成和定制复杂的自动化流程。

  • 具有EtherCAT主站和EtherCAT EAP的通用API
  • 过程数据和服务数据通信（PDO / SDO）
  • 文件传输(FoE)
  • 创建自定义PDO映射
  • SII（EEprom）数据可以初始化为自定义值（例如供应商ID，产品ID，修订版）

Beckhoff - EtherCAT从站设备

  • FC1100，PCI EtherCAT从站卡
  • FC1121，的PCIe EtherCAT从站卡
  • CX5000 CCAT（Beckhoff CX50xx，CX20xx，CX51xx嵌入式PC）

ESD - EtherCAT从站卡

  • ECS-PCIe 1100，PCIe EtherCAT从站卡

    此列表始终是我们软件的最新版本。

EtherCAT自动化协议

网络内所有终端之间的实时通信

  • 普通
  • 特征

EtherCAT自动化协议允许在网络内的所有终端之间进行实时通信，从而实现自动化系统领域的全新连接水平。这些终端可以是所有基于PC的控制器、机器、测试台、传送带、机器人、质量保证设施或MES（制造执行系统）。

  • 以传输速度为例，传输速度可以达到1000 Mbit/s、10 Gbit/s或40 Gbit/s,
  • 过程数据和服务数据交换（PDO/SDO），文件传输
  • 应用程序与Kithara EtherCAT主站兼容

CANopen模块

实时CANopen主站

  • 普通
  • 特征

Kithara RealTime Suite的CANopen模块包括一个基于PC的主站，用于自动化协议CANopen®。 它是基于Kithara RealTime Suite的CAN模块，并且需要能支持它的硬件。

  • 自动识别CANopen拓扑结构
  • 管理CANopen从站
  • 过程数据和服务数据的通信(PDO+SDO)
  • 邮箱通信

Kithara 实时套件 的更多特性：

  • 通过快速的以太网(100Mbit/s)或者超高速以太网(1 Gbit/s)的实时以太网通信
  • UDP和TCP实时通信
  • 可访问硬件PCI板或USB设备
  • 部署用于设备通信的Windows 编程接口（ReadFile，WriteFile，DeviceIoControl）
  • 任意的设备名，例如串口接口
  • 能在Labview中集成
  • 在内存层中执行的代码支持C/C++和Delphi
  • 软件支持如下操作系统：Windows 8, Windows 7, Vista, Server 2003, XP, 2000 und NT

Kithara EtherCAT Master 的优点

EtherCAT Master作为一个函数库提供用户。可在任何时候，任何模块中进行功能扩展。开发者可以在他们的应用中，用快速的方法简单的实现EtherCAT Master。因此，像C/C++,Delphi或者C#这些编程语言可以直接被支持，而且开发者可以在他们的普通编程环境下进行开发。这样避免了像复杂的SPS系统一样的耗时的培训。由于提供了函数库，开发者可以有更灵活的选择来完善他们的应用程序。

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EtherCAT主站监视器

EtherCAT主站监视器是个图形化的Windows应用程序，它用来可视化和管理EtherCAT拓扑，而且它还包含了EtherCAT Master的基本模块。它还作为EtherCAT配置器来使用。为了证明能最终的实现结构能自动适应，我们可以以特殊的XML文件的方式保存已经识别的从站设备连接结构。然而，这个文件可以人为的通过单个模块来组合。

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EtherCAT Master相关发布的出版物在 这里 阅读。

EtherCAT®与Safety over EtherCAT®是由德国倍福自动化有限公司（ Beckhoff Automation GmbH ）授权许可的注册商标和获得专利保护的技术。
CANopen®是 CAN in Automation e. V.的一个注册商标。
GigE Vision®是 Automated Imaging Association的一个注册商标。
USB3 Vision®是 Automated Imaging Association的一个注册商标。