EtherCAT互操作性消除了工业网络障碍

关键的开发工具和标准确保了许多EtherCAT设备和制造商之间的互操作性。

通过罗伯特·特拉斯克,体育运动员 2022年9月10日
提供:EtherCAT技术集团

学习目标

  • 现场总线通信直接决定了现场设备能否匹配控制器的性能。
  • 由于拥有一个版本,EtherCAT技术集团(ETG)使互操作性更容易。
  • 故障安全over EtherCAT (FSoE)提供了一个安全的通信通道来可靠地传输安全数据。

以太网的见解

  • EtherCAT已经受到用户的欢迎,因为它有一个版本,通过扩展得到了增强,并强调了互操作性。
  • EtherCAT一致性测试和插件事件确保了设备的互操作性和易用性。该以太网协议设计包括功能安全和电源扩展。

选择正确的通信技术是工程师做出的最重要的决定之一,而互操作性有助于这个决定。在许多方面,工业通信甚至比机器控制器更重要。现场总线通信直接决定了现场设备是否能匹配控制器的性能以及哪些设备可以使用。

EtherCAT技术集团(ETG)非常重视设备的一致性和互操作性。促进所有设备之间的互操作性是复杂的,需要贸易组织方面的勤奋。ETG的动机不是收集许可证、协议或成员,而是确保正确的设计、开发和EtherCAT设备的成功使用。

设备互操作性是EtherCAT的亮点,原因有二。

首先,只有一个EtherCAT协议版本。EtherCAT技术从未改变;它已经通过扩展得到了增强。拥有稳定的基本规范意味着新设备可以在现有系统中使用,而不会出现问题或版本控制问题。它还为EtherCAT扩展提供了坚实的基础,包括用于集成功能安全的EtherCAT安全(FSoE),用于一根电缆中的电源和通信的EtherCAT P,以及分别提供1 Gbit/s和10 Gbit/s通信速率的EtherCAT G/G10。将继续进行增强,但不会改变EtherCAT版本1的基础技术。

图1:EtherCAT在一根电缆和千兆通信中增加了电源和通信的几个扩展,但核心技术保持不变。提供:EtherCAT技术集团

图1:EtherCAT在一根电缆和千兆通信中增加了电源和通信的几个扩展,但核心技术保持不变。提供:EtherCAT技术集团

确保互操作性的第二个主要原因是围绕一致性的ETG成员策略。所有EtherCAT设备供应商都有义务遵守ETG一致性政策。

图2:ETG拥有3000多家注册设备制造商。提供:EtherCAT技术集团

图2:ETG拥有3000多家注册设备制造商。提供:EtherCAT技术集团

EtherCAT一致性测试工具(CTT)

CTT是EtherCAT设备的内部测试,也是一个强大的开发工具。EtherCAT设备开发人员可以在开发过程中运行CTT,以便在市场发布之前发现可能的互操作性问题。这就像经常编译控制编程代码:最好及早发现问题并立即修复,而不是在最后编译代码时看到问题堆积如山。

所有EtherCAT设备开发人员都必须保持CTT订阅。该工具被不断地改进,以适应特定于行业的测试用例和其他变化。遗留的现场总线系统过去经常受到很快过时的静态测试机制的影响,现在仍然如此。在早期,ETG成员决定有一个持续更新的一致性测试工具。

所有EtherCAT设备供应商在市场发布之前都必须让他们的EtherCAT设备通过一致性测试。测试结果不必提交,但必须在要求时提供。CTT与EtherCAT从控制器(ESC)相结合,致力于确保EtherCAT设备始终与网络架构一起工作,而不会对其性能、可靠性或功能产生不利影响。

图3:使用EtherCAT一致性测试工具演示了实际的互操作性。提供:EtherCAT技术集团

图3:使用EtherCAT一致性测试工具演示了实际的互操作性。提供:EtherCAT技术集团

EtherCAT测试中心

可选的一致性检查可以在EtherCAT测试中心完成。检查CTT结果,同时验证正确的外部标记和LED处理,这是测试工具无法确定的。终端用户通常会要求供应商在公认的EtherCAT测试中心执行可选的一致性测试。全球共有5个考试中心,包括位于明尼阿波利斯的北美考点。可选测试的结果是安全的,完成后,供应商可以发布可选测试的成功完成。

图4:在EtherCAT测试中心验证的EtherCAT产品在ETG产品指南中得到了这样的标记:EtherCAT技术集团|产品指南。供应商可以宣传一个成功的遵从性测试。提供:EtherCAT技术集团

图4:在EtherCAT测试中心验证的EtherCAT产品在ETG产品指南中得到了这样的标记:EtherCAT技术集团|产品指南。供应商可以宣传一个成功的遵从性测试。提供:EtherCAT技术集团

FSoE一致性测试

故障安全over EtherCAT (FSoE)在EtherCAT上提供了一个经过数学验证的安全通信通道,并满足可靠和及时传输安全数据的标准。使用FSoE,功能安全功能(如门锁、e-stop或安全驱动器)可以通过同一通信系统进行通信,该通信系统还处理所有其他过程数据。

ETG简化了FSoE合规性和符合性评估的流程,包括与所谓的公告机构合作,这减轻了供应商的负担。安全控制器和安全装置来自40多家供应商。用户可以为他们的应用选择最好的安全设备,而不用担心设备之间的互操作性。这在安全领域是前所未有的,用户在很大程度上被限制在一个供应商的安全组件。

EtherCAT插拔大会

plugfest与USB等无所不在的标准并行。将许多EtherCAT设备与各种EtherCAT控制器放在一个房间中,并将它们连接起来。EtherCAT一致性测试工具专家在现场回答问题。在活动期间,所有EtherCAT设备都连接到参与的控制器产品。最后,连接所有EtherCAT设备,每个EtherCAT控制器都连接到整个系统。到那时,所有的设备都已就位并协调工作。

图5:ETG在世界各地托管plugfest,以确保EtherCAT设备之间的互操作性。提供:EtherCAT技术集团

图5:ETG在世界各地托管plugfest,以确保EtherCAT设备之间的互操作性。提供:EtherCAT技术集团

互操作性有助于工业以太网通信

没有可行的互操作性,任何现场总线或通信技术都是无用的。EtherCAT旨在集成与各种控制器一起工作的现场设备,因此用户不必担心它们如何协同工作。这样做的目的是使所有用户受益。

罗伯特·特拉斯克,体育老师,是北美的代表吗EtherCAT技术集团他是CFE媒体和技术内容合作伙伴。由网页内容经理克里斯·瓦夫拉编辑,控制工程, CFE媒体与技术,cvavra@cfemedia.com

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关键词:EtherCAT,以太网

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作者简介:Robert B. Trask是EtherCAT技术集团的北美代表。