新的EtherCATG技术可实现高达1Gbits数据速率的电报处理

EtherCAT上的千兆工业以太网性能，以及作为概念验证技术研究引入的10 Gbit / s变体，将重​​点放在工厂自动化应用中的超快速度的潜在好处上。个别应用程序的需求明显不同，但显然下一级Gbit以太网速度创造了新的可能性，特别是在支持高度数据密集型应用程序时

“EtherCAT G的1 Gbit / s通信将为数据密集型和高动态应用提供显着优势，特别是那些涉及机器视觉，高级运动控制和高端测量技术的应用，”Beckhoff Automation的I / O产品专家Sree Potluri最近告诉设计新闻。“EtherCAT G1​​0将通信速度提高到10 Gbit / s，在这些情况下支持更快的数据传输。”

Potluri补充说，除了增加的通信速率之外，更大的好处将是增加带宽。例如，支持极速快速控制(XFC)和过采样功能的Beckhoff EtherCAT测量模块每秒可提供50千克样本，分辨率为100 ppm。如果网络使用大量这些模块，则带宽可以在标准EtherCAT网络中快速填满。然而，根据Potluri的说法，2003年推出的100 Mbit / s EtherCAT将继续支持机器制造商和最终用户的众多应用。

就应用而言，我们的想法是EtherCAT G将扩展而不是取代100 Mbit / s标准的功能，并且可以通过添加分支控制器在同一网络上使用两种性能级别。当应用需要非常高的带宽和快速响应时，工程师可能会选择EtherCAT G，例如在包含大量运动轴，扩展状态监测系统或GigE视觉系统的系统中。

通过分支控制器模型，机器视觉组件可以通过EtherCAT G或EtherCAT G1​​0一直运行到EtherCAT主站，例如，单独的从站通过标准EtherCAT进行通信，并通过EtherCAT G耦合器连接到主干。Potluri补充说，关键是灵活性和解决方案，通过可互操作的分支链接多层通信速度，证明Beckhoff仍然有很长的EtherCAT游戏。

到目前为止千兆以太网尚未在工业自动化领域取得更多进展的一个原因是，用户对更高通信速度的好处及其对吞吐量的影响存在疑问。

“除了保留EtherCAT的核心功能，包括强大的诊断，分布式时钟和动态处理，EtherCAT G的更高通信速度和吞吐量大大减少了PLC循环时间，”Potluri补充道。“因此，控制系统可以变得更加强大，支持更强大的物联网实施。”

所有这些在涉及许多GigE机器视觉相机的应用中至关重要，例如质量保证或跟踪和跟踪应用。一个例子是药品生产，其中使用高速视觉快速识别产品缺陷并可靠地更新数据库以确保消费者健康和安全至关重要。更短的循环时间将实现更快速地实时处理大型数据集。传播延迟时间和网络拓扑将决定数据吞吐量的实际增加，因此减少了周期时间，但无论如何这些改进都将令人印象深刻。

EtherCAT G技术的一个优点是其分支控制器模型的实现，该模型提供了在异构网络中组合EtherCAT和EtherCAT G的能力。这使系统设计人员能够将EtherCAT G添加到现有网络，同时将对当前操作的干扰降至最低。

“EtherCAT G分支控制器模型通过在千兆网络拓扑结构中提供出色的灵活性，支持简单性和高性能原则，”Potluri说。“但是，EtherCAT仍然是现场级别的主要选择。任何机器或系统仍然可以享受EtherCAT G的优势，而无需彻底拆除和更换网络组件。“

EtherCAT G继续实现100 Mbit / s EtherCAT与传统现场总线连接的现有灵活性。这和分支控制器模型使得使用标准EtherCAT在与最先进的愿景相同的拓扑中整合传统网络和设备成为可能。可以从EtherCAT G性能中受益的系统和超大规模运动控制。

通信带宽和周期时间可以改善EtherCAT G的实施方式，但性能改进水平取决于改造的规模或安装在更快网络上的新设备的数量。例如，具有128个菊花链伺服轴的机器网络在标准100 Mbit / s EtherCAT上的通信时间为237μs。使用1-Gbit / s EtherCAT G和16个伺服电机的8个独立段，通信时间将减少7倍至34μs。但是，如果工厂无法改造整个现有系统，它仍然可以在主系统和单独的耦合器之间实现主EtherCAT G干线，允许16个轴的段使用标准EtherCAT。

在这种类型的应用中，通信时间将减少到49μs，这仍然是从237μs显着减少。当EtherCAT G1​​0到货时，这些类型的减少量将呈指数级增长。最重要的是，EtherCAT用户现在拥有灵活的迁移路径，可以让他们在将来获得回报。EtherCAT G分支控制器模型与增加的通信速度和带宽相结合，使这成为可能。

Al Presher是Design News的资深作家，涵盖自动化和控制，运动控制，动力传输，机器人和流体动力。