ЕтхерЦАТ је прво развио главни ПЛЦ-ови произвођача, наиме Бецкхофф Аутоматион који се користи у системима управљања у реалном времену и индустријска аутоматизација . Бецкхофф Аутоматион је 1980-их развила сопствену Фиелдбус верзију попут ЛигхтБус-а за решавање проблема пропусног опсега за друге интерфејсе. Додатни рад на овом протоколу је коначно резултирао проналаском ЕтхерЦАТ. Бецкхофф је покренуо ЕтхерЦАТ протокол 2003. широм света. Након тога дали су права на ЕтхерЦАТ Тецхнологи Гроуп (ЕТГ) 2004. ЕТГ има изузетно активног програмера као и корисничку групу. Овај чланак говори о прегледу Етхерцат основе – рад са апликацијама.

Шта је Етхерцат?

ЕтхерЦАТ или Етхернет Цонтрол Аутоматион Тецхнологи је индустријски мрежни систем који зависи од Етхернет система који се користи за постизање веома брзе и искусније комуникације. Дакле, ЕтхерЦАТ је веома брза мрежа која се користи за обраду података са наменским хардвером и софтвером. Ова мрежа користи мастер-славе, пуну дуплекс конфигурацију са било којим топологија мреже .

Време потребно за обраду 1000 И/О тачака је 30 секунди и комуницира са 100 серво оса унутар 100 нас. Серво осе ће добити подешене вредности за контролу података и извештавање о стварном статусу. Ове осе су синхронизоване помоћу методе дистрибуираног сата која је једноставна ИЕЕЕ 1588 верзија и смањује подрхтавање на испод 1 ус. ЕтхерЦАТ пружа брз излаз јер се поруке обрађују унутар хардвера пре него што се преместе на следећи славе.

ЕтхерЦАТ архитектура

У наставку је приказана ЕтхерЦАТ мрежна архитектура која користи принцип мастер/славе за контролу приступа медијуму. У овој архитектури, ЕтхерЦАТ мастер је обично контролни систем који користи типичан Етхернет порт, као и сачуване информације о конфигурацији мреже унутар ЕНИ (ЕтхерЦАТ мрежне информације) датотеке.

ЕтхерЦАТ архитектура

Датотека ЕтхерЦАТ мрежних информација једноставно се креира на основу ЕСИ (ЕтхерЦАТ СлавеИнформатион) датотека које дају трговци за сваки уређај. Овде главни чвор преноси оквире подређеним чворовима који могу да убацују и уклањају податке из ових оквира. Славе уређаји су чворови попут ЕПОС3 моторних погона који садрже Етхернет портове за комуникацију преко ЕтхерЦАТ мастера. Овде је ЕтхерЦАТ мастер рачунарски уређај који се користи за одржавање комуникације података између главног и различитих славе уређаја.

Како функционише ЕтхерЦАТ?

ЕтхерЦАТ се користи за превазилажење типичних грешака индустријског Етхернета кроз његов режим рада високих перформанси, где је обично један оквир довољан за пренос и пријем контролних података од и до свих чворова. ЕтхерЦАТ протокол је изграђен на физичком слоју Етхернета, међутим, ЕтхерЦАТ користи приступ обради у лету за транспорт и рутирање порука који се такође назива комуникација у лету, а не коришћење ТЦП/ИП.

ЕтхерЦАТ мастер и славе конфигурације су приказане испод. У овој конфигурацији, мастер Етхерцат-а преноси пакет података (телеграм) кроз сваки славе који се такође назива чвором.
Главна карактеристика ЕтхерЦАТ-а је да подређени у горњој конфигурацији могу да читају иначе једноставно извуку повезане податке потребне из телеграма и додају информације у телеграм пре него што се помери у други чвор или славе. Дакле, телеграм се креће кроз све повезане славе и након тога се враћа мастеру.

ЕтхерЦАТ Мастер & Славе конфигурација

ЕтхерЦАТ протокол шаље телеграм са главног уређаја свим славеовима повезаним у мрежи. Сваки славе унутар мреже може једноставно да прочита податке који се примењују на тај славе и може додати податке у телеграм пре него што се пресели на други чвор.

Читање и писање података је једноставно омогућено преко специјалног АСИЦ-а на сваком славе-у ЕтхерЦАТ-а. У овом приступу, сваки роб ће увести минимално кашњење у процедуру и колизије нису изводљиве.

ЕтхерЦАТ протокол једноставно пружа детерминистичку комуникацију у реалном времену која је компатибилна са синхронизованом контролом кретања по више оса без потребе за додатним хардвером да би се постигла синхронизација између неколико оса.

“како направити пиезоелектрични генератор ”

Толеранција грешака

У ЕтхерЦАТ-овој главној и подређеној конфигурацији, ако излаз последњег чвора није повезан са мастером, подаци се аутоматски враћају у другом правцу преко ЕтхерЦАТ протокола. Дакле, временско означавање се одржава.

Сваки чвор у горњој конфигурацији означава временске ознаке података када се добију, а након тога, поново печате када их пренесе на други чвор. Сходно томе, кад год мастер добије податке са различитих чворова, онда лако одређује латенцију сваког чвора. Пренос података са мастера добија И/О временску ознаку са сваког чвора како би ЕтхерЦАТ био далеко детерминистичнији и тачнији.

Толеранција грешака

Толеранција грешака значи да мреже ЕтхерЦАТ-а не морају да буду повезане у прстенасту мрежу као што је приказано на горњем дијаграму, али се може повезати на различите начине, као што су топологија дрвета, топологија линије, топологија прстена, топологија звезда и такође са комбинације.

Наравно, између славе-а и господара, мора постојати трака за везу. Када их једном искључите, они не могу да раде, иако је топологија мреже веома флексибилна и толерише грешке на одличном нивоу.

У ЕтхерЦАТ системима, прекидачи нису неопходни као оно што смо пронашли у Етернету. Постижне су дужине каблова између чворова до 100 метара. Нисконапонска диференцијална сигнализација на бакарним кабловима са упреденом паром ради при максималним брзинама са веома мањом потрошњом енергије. Дакле, такође је изводљиво користити оптичке каблове (ФОЦ) за повећање брзине и укључити галванску изолацију између уређаја.

ЕтхерЦАТ користи Етхернет кабл који може бити до 100м домета између два чвора. Поред тога, протокол омогућава пренос података и напајање преко једног кабла. Ова врста везе се користи за повезивање различитих уређаја као што су сензори са једном линијом. Ако је растојање чвора веће од 100м, онда се оптички кабл користи као 100БАСЕ-ФКС. За ЕтхерЦАТ, комплетан опсег Етхернет ожичења је такође доступан.

“серво мотор како ради ”

ЕтхерЦАТ оквир

ЕтхерЦАТ протокол користи типичан Етхернет оквир који укључује најмање један или више датаграма. У овом оквиру, заглавље датаграма ће одредити какву врсту јела главни уређај жели да изведе:

Читај, пиши, читај-пиши.
Право уласка на одређени славе уређај путем директног адресирања или право уласка у различите славе уређаје путем логичког адресирања.

Логичко адресирање се користи за процес цикличне размене података где сваки Датаграм адресира тачан део слике процеса унутар сегмента ЕтхерЦАТ протокола.

ЕтхерЦАТ оквир

Сваком славе уређају се додељује једна или више адреса у овом глобалном адресном простору широм успостављене мреже. Један датаграм се може узети у обзир ако неколико славе уређаја има додељене адресе у оквиру сличног региона.

У ЕтхерЦАТ-у, датаграми укључују информације које се односе на приступ подацима, тако да главни уређај доноси одлуку када да приступи подацима.

Протоцол Сафети

Безбедност је тренутно једна од главних карактеристика чак и у области аутоматизације за пренос података као и за комуникацију. Дакле, ЕтхерЦАТ користи протокол Сафети у безбедносне сврхе дозвољавајући једини комуникациони систем за безбедност и контролу података. Ова безбедносна функција такође флексибилно модификује податке и проширује архитектуру безбедносног система итд.

Сигурносна технологија ЕтхерЦАТ протокола је ТУВ сертификована и развијена је на основу ИЕЦ 61508 и идентична је ИЕЦ 61784-3. Овај протокол је применљив у безбедносним апликацијама кроз ниво интегритета безбедности једнак СИЛ 3.

Етхерцат вс Етхернет

Разлике између ЕтхерЦАТ-а и Етхернет-а су размотрене у наставку.

ЕтхерЦАТ	мрежни
ЕтхерЦАТ је систем Фиелдбус заснован на Етхернет-у.	Етернет је технологија ожиченог рачунарског умрежавања.
Применљив је и у меким и у тврдим захтевима рачунарства у реалном времену у оквиру технологије аутоматизације.	Применљив је у ЛАН, МАН и ВАН мрежама.
Међународни стандард Етхерцат је ИЕЦ 61158	Међународни стандард за Етхернет је ИЕЕЕ-802.3.
Захтева мастер/славе операцију.	Не захтева операцију мастер/славе.
Потребна му је топологија заснована на прстену.	Није му потребна топологија заснована на прстену.
Оптимизован је посебно за контролу у реалном времену.	Није оптимизован за контролу у реалном времену.
Оптимизован је да се држи даље од судара података.	Није оптимизован да се држи даље од колизија података.

Етхерцат вс Профинет

Разлике између ЕтхерЦАТ-а и Профинет-а су размотрене у наставку.

ЕтхерЦАТ	Профинет
ЕтхерЦАТ је један тип протокола који се користи за довођење флексибилности и снаге Етхернета у индустријску аутоматизацију, системе контроле у реалном времену, контролу кретања и системе за прикупљање података.	Профинет је комуникациони протокол који се користи за размену података између контролера и уређаја.
ЕтхерЦАТ пружа отворено решење по веома нижој цени у поређењу са ПРОФИНЕТ ИРТ и СЕРЦОС ИИИ.	Профинет не пружа отворено решење по веома нижој цени.
Његово време одзива је 0,1 мс.	Његово време одговора је <1 мс.
Етхерцат подрхтавање је < 0,1 мс.	Профинет подрхтавање је < 1 мс.

Етхерцат вс ЦАНопен

Разлике између ЕтхерЦАТ-а и ЦАНопен-а су размотрене у наставку.

ЕтхерЦАТ	ЦАНопен
Брзина магистрале у Етхерцат-у је 100 Мбпс.	Брзина магистрале у ЦАНопен-у је 1 Мбпс.
Режим преноса који се користи у Етхерцат-у је пуни дуплекс.	Режим преноса који се користи у ЦАНопен-у је полудуплекс.
Детерминизам или подрхтавање између уређаја је ниско као 1нс.	Детерминизам или подрхтавање између уређаја је обично 100 до 200 нс.
Један мастер се користи са једним или више подређених.	Сингле/мулти-мастер се користи са једним или више славе.
Максимално растојање између уређаја је 100 метара.	Максимално растојање између уређаја углавном зависи од брзине аутобуса.
Комуникациони порт који се користи као секундарни је УСБ.	Комуникациони порт који се користи као секундарни је РС232.

Етхерцат вс Модбус

Разлике између ЕтхерЦАТ и Модбус се разматрају у наставку.

ЕтхерЦАТ	Модбус “хексадецимални у бинарни метод конверзије ”
ЕтхерЦАТ је систем сабирнице заснован на Етхернет-у.	Модбус је протокол за серијски пренос података
Користи обраду на принципу летења.	Користи карактерне серијске комуникационе линије.
ЕтхерЦАТ је заснован на мастер и славе моделу.	Модбус је заснован на моделу захтев-одговор.
Подржава све мрежне топологије скоро.	Подржава само топологију линија и звезда.
Етхерцат је детерминистички.	Модбус није детерминистички јер је заснован на ТЦП-у.

Предности и мане

Предности Етхерцат протокола укључују следеће.

ЕтхерЦАТ је изванредна сабирница поља која се користи у апликацијама за контролу кретања.
Верификован је за оптимизацију перформанси машине кроз своју флексибилну топологију, детерминистичке перформансе и различит скуп функција.
Једноставно подржава целу породицу ЦАНопен и профил диска компаније Серцос. Дакле, ово помаже корисницима да лако уреде ЕтхерЦАТ мреже на тачну апликацију променом унапред дефинисаних основних профила.
Његова редундантност је такође могућа коришћењем топологије прстена. ЕтхерЦАТ такође користи звезду, дрво, линију и топологија магистрале .
Овај протокол обезбеђује велику брзину, мање саобраћаја података, мање трошкове хардвера и прецизнији и механизам синхронизације сата у поређењу са Етхернет-ом.
Овом брзином мреже се такође може управљати јер рачунари могу имати проблема са руковањем већом количином циклуса, тако да је оптимизација унутар ЕтхерЦАТ-а могућа.
Подржава скоро све топологије тако да се може користити у широком спектру апликација са типичним прекидачем базираним на топологији етернет звезда.
Етхернет протоколи су веома безбедни, користе поједностављене мастере, простор за податке је више, а обрада је у покрету.

Недостаци Етхерцат протокола укључују следеће.

Главни недостатак ЕтхерЦАТ-а је тај што славе уређаји захтевају да уметну одређени АСИЦ хардвер да би извршили ЕтхерЦАТ. Његов модел података је изузетно различит и такође веома тежак за разумевање.

Апликације

Тхе апликације ЕтхерЦАТ-а укључи следеће.

ЕтхерЦАТ је применљив у различитим областима због многих карактеристика као што су одличне перформансе, једноставност, робусност, приступачност, интегрисана безбедност и флексибилна топологија. Користи се у различитим областима као што су алатне машине, роботика, штампарске машине, пресе, електране, трафостанице, испитни столови, машине за заваривање, пољопривредне машине, дизалице и лифтови, ветротурбине, машине за глодање, машине за пицк анд плаце, машине за паковање, мерење системи, железаре и челичане, машине за папир и целулозу, системи управљања бином, системи управљања тунелима итд.
Применљив је у мерењу опреме, медицинских уређаја, контроле машина, мобилних машина, бројних уграђених система и аутомобила.
Има изузетно високе перформансе, једноставан је за инсталацију и отворен протокол заснован на слоју апликације који се користи у Етхернет апликацијама
Ово је отворени комуникациони систем у реалном времену, који се толико користи у производњи аутоматизације.

Дакле, ово је преглед Етхерцат-а – рад са апликацијама. ЕтхерЦАТ чини системе и машине једноставнијим, бржим и исплативијим. То је међународни ИЕЦ стандард који се не залаже искључиво за стабилност, већ и за отвореност: до сада, ЕтхерЦАТ спецификације никада нису мењане, већ само компатибилно проширене. ЕтхерЦАТ се сматра „Етхернет Фиелдбус“ јер спаја предности Етернета са једноставношћу стандардног Фиелдбус система и избегава комплексност ИТ технологија. Ево питања за вас, шта је Етхернет?