怎么设置网口为ethercat
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解决时间 2021-03-01 07:32
- 提问者网友:难遇难求
- 2021-02-28 19:16
怎么设置网口为ethercat
最佳答案
- 五星知识达人网友:行雁书
- 2021-02-28 19:58
不知道你说的这个驱动器指的是什么。但是EtherCAT的通信方式都是类似的,下面的内容希望对你有帮助。
硬件层面
通信的前提是EtherCAT设备间的连接,包括Ethernet网线连接和串口连接两种主要方式。另外,还可以通过网线连接特制路由器的方式进行多部设备间的连接,及端口监控。
软件层面
通信协议采用的是基于Ethernet协议的EtherCAT协议。具体的协议标准可以去参考ETG1000的规范文档说明。识别通信的工具大体上可以使用EC Engineer去配置,网络截包工具(很多种)配合前面提到的路由器,去完成截取。
希望对你有所帮助,感兴趣的话可以追问。
通信的前提是EtherCAT设备间的连接,包括Ethernet网线连接和串口连接两种主要方式。另外,还可以通过网线连接特制路由器的方式进行多部设备间的连接,及端口监控。
通信协议采用的是基于Ethernet协议的EtherCAT协议。具体的协议标准可以去参考ETG1000的规范文档说明。识别通信的工具大体上可以使用EC Engineer去配置,网络截包工具(很多种)配合前面提到的路由器,去完成截取。
希望对你有所帮助,感兴趣的话可以追问。
全部回答
- 1楼网友:动情书生
- 2021-02-28 20:07
EtherCAT是什么
EtherCAT==Ethernet for Control Automation Technology==用于控制自动化技术的以太网
EtherCAT是一个开放架构,以以太网为基础的现场总线系统。常被称为实时以太网,开放的实时以太网。
EtherCAT是确定性的工业以太网,最早是由德国的Beckhoff公司所研发。
EtherCAT主要用于实现自动化的超高速通讯
EtherCAT简评
Beckhoff 基于以太网现场总线系统的 EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)技术具有性能优异、 拓扑结构灵活和系统配置简单等特点。
EtherCAT 突破了传统现场总线系统的限制,为现场总线技术领域树立了新的性能标准:30 µs 内可以更新1000 个 I/O,利用以太网和因特网技术实现垂直优化集成,网络容量几乎无限。
使用 EtherCAT 后,可以用简单的线型拓扑结构替代昂贵的星型以太网拓扑结构,无需昂贵的基础组件。EtherCAT 还可以使用传统的交换机连接方式,以集成其它的以太网设备。
其它的实时以太网方案需要专用的主站硬件或扫描卡,而EtherCAT 只需要价格低廉的标准以太网卡便可实现。
EtherCAT 拥有杰出的通讯性能,接线非常简单,并对其它协议开放。传统的现场总线系统已达到了极限,而EtherCAT则突破建立了新的技术标准——30 µs内可以更新1000个I/O数据,可选择双绞线或光纤,并利用以太网和因特网技术实现垂直优化集成。使用 EtherCAT,可以用简单的线型拓扑结构替代昂贵的星型以太网拓扑结构,无需昂贵的基础组件。EtherCAT还可以使用传统的交换机连接方式,以集 成其它的以太网设备。其它的实时以太网方案需要与控制器进行特殊连接,而EtherCAT只需要价格低廉的标准以太网卡(NIC) 便可实现。
EtherCAT拥有多种机制,支持主站到从站、从站到从站以及主站到主站之间的通讯。
它实现了安全功能,采用技术可行且经济实用的 方法,使以太网技术可以向下延伸至I/O级。EtherCAT功能优越,可以完全兼容以太网,可将因特网技术嵌入到简单设备中,并最大化地利用了以太网所 提供的巨大带宽,是一种实时性能优越且成本低廉的网络技术。
EtherCAT出现背景+协议原理+设备行规
详见:
【整理】EtherCAT出现背景+协议原理+设备行规
EtherCAT特点
特点简述:
技术亮点
– 以太网直达端子模块 — 具有完全连续性
– 以太网过程接口可从1 位扩展到64 kB
– 首款真正的、用于现场层的以太网解决方案
– 精确计时,适合时间同步
性能
– 12 μs 内处理256 个数字量I/O
– 30 μs 内处理1000 个数字量I/O
– 50 μs 内处理200 个模拟量I/O(16 位),采样率为20 kHz
– 每100 μs 处理100 个伺服轴
– 350 μs 内处理12,000 个数字量I/O
拓扑结构
– 总线型、树型或星型拓扑结构
– 一个系统内最多可容纳65,535 台设备
– 系统规模:近乎无限(> 500 km)
– 有无交换机均可运行
– 经济高效的电缆敷设:工业以太网电缆(CAT 5)
– 双绞线电缆物理层:
– Ethernet 100 BASE-TX,两个设备之间最大距离为100 m
– 或者:两个从站之间光缆的最大距离为20 km
– 支持总线网段的热插拔
地址空间
– 整个网络范围内的过程映像:4 Gbyte
– 设备过程映像:1 位至64 kbyte
– 地址分配:可自由配置
– 设备地址选择:通过软件自动进行
成本优势
– 无需再进行网络调整:降低工程成本
– 带软件主站的硬实时功能:无需插卡
– 无需主动基础架构组件(交换机等)
– EtherCAT 所使用的以太网电缆和连接器低于传统的现场总 线所使用的电缆和连接器
– EtherCAT 直达I/O 端子模块:无需复杂的总线耦合器
– 高度集成了EtherCAT 从站控制器,因此接口成本较低
协议
– 直接内置于以太网帧内的优化协议
– 完全由硬件实现
– 用于路由和接口:UDP 数据报文
– 在传递时处理
– 用于精确同步的分布式时钟
– 时间戳数据类型,用于纳秒范围内的分辨率
– 用于高分辨率测量的过采样数据类型
诊断
– 断点检测
– 连续的“线路质量”测量能够精确定位传输故障
– Topology View
接口
– 用于标准以太网设备的交换机端子模块
– 用于现场总线设备的现场总线端子模块
– 分布式串行接口
– 通讯网关
– 连接至其它EtherCAT 系统的网关
开放性
– 与以太网完全兼容
– 可以通过交换机和路由器运行
– 可以与其它协议混合运行
– 互联网技术(Web 服务器、FTP 等)
– 可与现有的总线端子模块系列兼容
– 协议完全公开
– EtherCAT 符合IEC、ISO 和SEMI 标准
EtherCAT 技术协会
– 拥有众多会员公司的国际化联盟组织
– 成员包括用户和制造厂商
– 为技术开发提供支持
– 保障互操作性
– 设备行规的集成和制定
现在详细解释其特点:
EtherCAT协议处理完全在硬件中进行
协议ASIC 可灵活配置。过程接口可从1 位扩展到64 kbyte。
详见:
所以使得以太网可以直达端子模块:
符合IEEE 802.3 标准的以太网协议无需附加任何总线即可访问各个设备。耦合设备中的物理层由100BASE-TX 或–FX 转换为E-bus,以满足电子端子排等模块化设备的需求。端子排内的E-bus 信号类型(LVDS)并不是专用的,它还可用于 10 Gbit 以太网。在端子排末端,物理总线特性被转换回100BASE-TX 标准。
主板集成的以太网MAC 足以作为主站设备中的硬件使用。DMA(直接存储器存取)用于将数据传输到主内存,解除了 CPU 存取网络数据的负担。Beckhoff 的多端口插卡中运用了相同的原理,它在 一个PCI 插槽中最多捆绑了4 个以太网 通道。
EtherCAT的性能
EtherCAT 使网络性能达到了一个新境界。
1000 个I/O 的更新时间只需30 µs,其中还包括I/O 周期时间。单个以太网帧最多可进行1486 字节的过程数据交换,几乎相当于12000 个数字输入和输出,而传送这些数据耗时仅为300 µs。
与100 个伺服轴的通讯每100 µs 执行一次。可在这一周期时间内更新带有命令值和控制数据的所有轴的实际位置及状态,分布式时钟技术使轴的同步偏差小于1 微秒。
超高性能的EtherCAT 技术可以实现传统的现场总线系统无法迄及的控制理念。
这样,通过总线也可以形成超高速控制回路。以前需要本地专用硬件支持的功能现在可在软件中加以映射。巨大的带宽资源使得状态数据能够与任何数据并行传输。EtherCAT 使通讯技术和现代工业PC 所具有的超强计算能力相适应,总线系统不再是控制理念的瓶颈,分布式I/O 可能比大多数本地I/O 接口运行速度更快。
这种网络性能优势在具有相对中等运算能力的小型控制器中较为明显。EtherCAT周期时间如此之短,使得它可以在两个控制周期之间完成。因此,控制器总是能够获取最新的输入数据;输出以最小的延迟寻址。无需增强本身的运算能力,控制器的响应行为就能够得到显著改善。
借助于从站硬件集成和网络控制器主站的直接内存存取,整个协议的处理过程都在硬件中得以实现,因此, 完全独立于协议堆栈的实时运行系统、CPU 性能或软件实现方式。
1000个I/O的更新时间只需30 µs,其中还包括I/O周期时间。
单个以太网帧最多可进行1486字节的过程数据交换,几乎相当于12000个数字输入和输出,而传送这些数 据耗时仅为300 µs。
100个伺服轴的通讯也非常快速:可在每100µs中更新带有命令值和控制数据的所有轴的实际位置及状态,分布时钟技术使轴的同步偏差小于1微秒。而即使是在保证这种性能的情况下,带宽仍足以实现异步通讯,如TCP/IP、下载参数或上载诊断数据。
超高性能的EtherCAT技术可以实现传统的现场总线系统无法迄及的控制理念。EtherCAT使通讯技术和现代工业PC所具有的超强计算能力相适应,总线系统不再是控制理念的瓶颈,分布式I/O可能比大多数本地I/O接口运行速度更快。EtherCAT技术原理具有可塑性,并不束缚于100 M bps的通讯速率,甚至有可能扩展为1000 M bps的以太网。
简言之:
EtherCAT的周期时间短,是因从站的微处理器不需处理以太网的封包。所有程序资料都是由从站控制器的硬件来处理。此特性再配合EtherCAT的机能原理,使得EtherCAT可以成为高性能的分散式I/O系统:包含一千个分散式数位输入/输出的程序资料交换只需30us,相当于在100Mbit/s的以太网传输125个字节的资料。读写一百个伺服轴的系统可以以10 kHz的速率更新,一般的更新速率约为1–30 kHz,但也可以使用较低的更新速率,以避免太频繁的直接内存存取影响主站个人电脑的运作。
EtherCAT的拓扑
总线形、树形或星型:EtherCAT支持几乎任何类型的拓扑结构。
因此,由于现场总线而得名的总线结构或线型结构也 可用于以太网,并且不受限于级联交换机或集线器的数量。
最有效的系统连线方法是对线型、分支或树叉结构进行拓扑组合。因为所需接口在I/O 模块等很多设备中都已存在,所以无需附加交换机。
当然,仍然可以使用传统的、基于以太网 的星型拓扑结构。
还可以选择不同的电缆以提升连线的灵活性:灵活、经济的标准超五类以太网电缆可采用100BASE-TX 模式传送信号, 两台设备之间的最大电缆长度为100 m。
还可通过交换机或介质转换器实现不同 以太网连线(如不同的光纤和铜电缆) 的完整组合。
信号变量可以根据每个电缆间距单独选 择。由于连接的设备数量可高达65535, 因此,网络的容量几乎没有限制。
简言之:
EtherCAT使用全双工的以太网实体层,从站可能有二个或二个以上的埠。若设备没侦测到其下游有其他设备,从站的控制器会自动关闭对应的埠并回传以太网帧。由于上述的特性,EtherCAT几乎支援所有的网络拓扑,包括总线式、树状或是星状,现场总线常用的总线式拓扑也可以用在以太网中。
EtherCAT的拓扑可以用网络线、分枝或是短线(stub)作任意的组合。有三个或三个以上以太网接口的设备就可以当作分接器,不一定一定要用网络交换器。 由于使用100BASE-TX的以太网物理层,二个设备之间的距离可以到100米,一个EtherCAT区段的网络最多可以有65535个设备。若EtherCAT网络是使用环状拓扑(主站设备需要有二个通讯埠),则此网络还有缆线冗余的机能。
EtherCAT的速度
EtherCAT 技术原理具有可塑性,并不束缚于100 Mbaud的通讯速率,甚至有可能扩展为Gbit 的以太网。
EtherCAT 取代PCI
随着PC 组件逐渐向小型化方向发展,工业PC的体积也日趋取决于插槽的数目。 而高速以太网的带宽和EtherCAT 通讯硬件的过程数据长度则为该领域的发展提 供了新的可能性:工业PC 中的传统接口现在可以转变为集成的EtherCAT接口端子模块。
除了可以对分布式I/O 进行编址,还可以对驱动和控制单元以及现场总线主站、快速串行接口、网关和其它通讯接口等复合系统进行编址。即使是其它无协议限制的以太网设备变体,也可以通过分布式交换机端口设备进行连接。由于一个以太网接口足以满足整个外围设备的通讯。
因此,这不仅极大地精简了工业PC 主机的体积和外观,而且也降低了工业PC 主机的成本。
EtherCAT的分布式时钟
精确同步对于同时动作的分布过程而言尤为重要,例如,几个伺服轴在同时执行协调运动时便是如此。 最有效的同步方法是精确排列分布时钟。
与完全同步通讯中通讯出现故障会立刻影响同步品质的情况相反,分布排列的时钟对于通讯系统中可能存在的相关故障延迟具有极好的容错性。采用EtherCAT 后,数据交换就完全基于纯硬件机制。
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