Einsatz; Grundlagen Ethercat; Allgemeines; Übertragungsmedium - YASKAWA VIPA System SLIO Handbuch

VIPA System SLIO
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Einsatz

4.1 Grundlagen EtherCAT

4.1.1 Allgemeines

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EtherCAT
Übertragungsmedium
Kommunikationsprinzip
EtherCAT State Machine
HB300 | IM | 053-1EC01 | de | 21-10
Feldbusse haben sich seit vielen Jahren in der Automatisierungstechnik etabliert. Da
einerseits die Forderung nach immer höheren Geschwindigkeiten besteht, andererseits
bei dieser Technologie die technischen Grenzen bereits erreicht wurden, musste nach
neuen Lösungen gesucht werden.
Das aus der Bürowelt bekannte Ethernet ist mit seinen heute überall verfügbaren
100MBit/s sehr schnell. Durch die dort verwendete Art der Verkabelung und den Regeln
bei den Zugriffsrechten ist dieses Ethernet nicht echtzeitfähig. Dieser Effekt wurde mit
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EtherCAT beseitigt.
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n Für EtherCAT gilt: EtherCAT
licensed by Beckhoff Automation GmbH, Germany.
n EtherCAT bedeutet Ethernet for Controller and Automation Technology. Es wurde
ursprünglich von der Firma Beckhoff Automation GmbH entwickelt und wird nun von
der EtherCAT Technology Group (ETG) unterstützt und weiterentwickelt. Die ETG ist
die weltgrößte internationale Anwender- und Herstellervereinigung für Industrial
Ethernet.
n EtherCAT ist ein offenes Ethernet-basierendes Feldbus-System, das in der IEC
genormt wird.
EtherCAT erfüllt als offenes Feldbus-System das Anwenderprofil für den Bereich
n
industrieller Echtzeitsysteme.
n Im Gegensatz zur klassischen Ethernet-Kommunikation erfolgt bei EtherCAT der
Datenaustausch der I/O-Daten bei 100MBit/s im Vollduplex-Betrieb, während das
Telegramm die Koppler durchläuft. Da auf diese Weise ein Telegramm in Sende- und
in Empfangsrichtung die Daten vieler Teilnehmer erreicht, besitzt EtherCAT eine
Nutzdatenrate von über 90%.
n Das für Prozessdaten optimierte EtherCAT-Protokoll wird direkt im Ethernet-Tele-
gramm transportiert. Dieses wiederum kann aus mehreren Untertelegrammen
bestehen, die jeweils einen Speicherbereich des Prozessabbilds bedienen.
EtherCAT verwendet als Übertragungsmedium Ethernet. Es kommen Standard-CAT5-
Kabel zum Einsatz. Hierbei sind Leitungslängen von bis zu 100m zwischen 2 Teilneh-
mern möglich.
In einem EtherCAT-Netzwerk dürfen nur EtherCAT-Komponenten verwendet werden. Für
die Realisierung von Topologien abweichend von der Linienstruktur sind entsprechende
EtherCAT-Komponenten erforderlich, welche dies unterstützen. Der Einsatz von Hubs ist
nicht möglich.
Bei EtherCAT sendet der Master ein Telegramm an den ersten Teilnehmer. Dieser ent-
nimmt aus dem laufenden Datenstrom die für ihn bestimmten Daten, fügt seine Antwort-
daten in das Telegramm ein und sendet das Telegramm weiter zum nächsten Teilnehmer.
Dieser verfährt auf die gleiche Weise mit dem Telegramm.
Ist das Telegramm beim letzten Teilnehmer angekommen, stellt dieser fest, dass kein
weiterer Teilnehmer angeschlossen ist und sendet das Telegramm zurück an den Master.
Hierbei wird das Telegramm über das andere Adernpaar durch alle Teilnehmer zum
Master gesendet (Vollduplex). Durch die Steckreihenfolge und die Nutzung der Volldu-
plex-Technologie stellt EtherCAT einen logischen Ring dar.
Über die EtherCAT State Machine wird der Zustand der EtherCAT-Teilnehmer gesteuert.
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