一種自定義的EtherCAT工業以太網現場總線

劉山源,

(1.清華大學 工程物理系，北京100084；2.清華大學 粒子技術與輻射成像教育部重點實驗室)

引　言

現如今的工業控制領域中，傳統的經典現場總線已經很難滿足當今的工業要求，而現場總線的實時性能也越發重要。來自德國的Beckhoff(倍福自動化公司)研發出了工業以太網EtherCAT，它具有非常高的實時性能，將功能強大和成本低廉結合在一起。

追溯到2003年，倍福公司的EtherCAT正式進入了市場，同樣也是在2003年，ETG技術協會基于推廣EtherCAT的發展和其技術提升的目的而成立[1]。通過EtherCAT技術方案，從站成本大大降低，因為廠商在采用EtherCAT研發的時候在通信研究方面花費的成本是很低的，而與此同時主站又不需要添加任何硬件，只需一臺帶有標準以太網卡的PC機即可。對于網絡的基礎設施，這方面的成本也極大地降低了，普通的交換機就可以集成到EtherCAT網絡中去。除此之外，EtherCAT技術支持的拓撲結構非常靈活，涵蓋幾乎所有的網絡拓撲，強大的靈活性使EtherCAT的系統規劃非常簡單快捷，工作效率成倍提高。EtherCAT將性能和成本結合在一起，提高了產品的核心競爭力，在現場總線領域堪稱榜首。

1　EtherCAT技術介紹

1.1　EtherCAT運行原理

整個系統分成了兩部分：主站和從站。其中，主站的作用是將以太網幀發送給各個從站，而從站的作用是對主站發送來的以太網數據幀進行處理，包括抽取數據和反過來插入數據幀。各個從站按順序依次接收報文并處理后，把處理后的報文傳輸給下一個從站，末尾從站發回被完整處理過后的報文[2]，如圖1所示?！?br>