EtherCAT là gì?

EtherCAT là gì? Lý do nào khiến cho ngày nay các EtherCAT được dùng phổ biến hơn so với các loại Ethernet thông thường, để tìm hiểu hãy cùng theo dõi bài viết sau nhé.

1. EtherCAT là gì?

EtherCAT là một hệ thống fieldbus dựa trên Ethernet và là một giao thức được tiêu chuẩn hóa trong IEC 61158. Phù hợp yêu cầu tính toán thời gian thực cứng và mềm trong công nghệ tự động hóa. EtherCAT rất linh hoạt, khắc phục được những hạn chế của Ethernet. Chúng có một lợi thế độc đáo là có thể xử lý khi đang di chuyển, các thông điệp dữ liệu được chuyển trước khi xử lý dữ liệu trong mỗi nút. EtherCAT hoạt động với tốc độ cao mang lại hiệu quả vượt bậc tạo nên sự linh hoạt trong cấu trúc liên kết và đồng bộ hóa.

EtherCAT sử dụng chung một lớp liên kết vật lý, dự liệu của Ethernet. Đây là nơi các dữ liệu được mã hóa thành các gói.

Mỗi thiết bị EtherCAT nhúng một công tắc và mỗi thiết bị sẽ có hai cổng RJ45. Một RJ45 kết nối với nút trước có trong mạng, RJ45 còn lại được kết nối với nút tiếp theo.

EtherCAT là gì?
EtherCAT là gì?

2. Nguyên tắc hoạt động của công nghệ EtherCAT

Nguyên tắc hoạt động của công nghệ EtherCAT là đọc truyền qua, các thông điệp được dành cho nhiều nút chứ không dành cho một nút duy nhất được sử dụng. Các thông điệp sẽ truyền lần lượt và truyền tới nút sau trong một chuỗi khi dữ liệu chưa được xử lý. Ở dữ liệu đầu vào sẽ cho một nút được đọc thông báo được xử lý và ở dữ liệu đầu ra sẽ chèn vào thông báo cho nút tiếp theo.

Chỉ một thông báo dữ liệu được phát hành duy nhất bởi EtherCAT Master cho tất cả các nút. Thông điệp sẽ được truyền xung quanh và trở lại Master, lúc này mọi nút trong mạng đã nhận được dữ liệu đầu vào mới từ Master và trả lại dữ liệu đầu ra mới cho Master.

Nếu không có các tải nhỏ, thông báo được nhắm đến mục tiêu các nút cụ thể thì mạng EtherCAT có thể đạt được tối đa mức sử dụng băng thông. Có thể so sánh chúng với một tuyến đường sắt, mỗi ga có thể hạ tải và sắp xếp lại toa tàu khi di chuyển qua ga.

3. Lợi ích của công nghệ EtherCAT

Tăng hiệu suất máy: EtherCAT đứng đầu trong các giải pháp Ethernet công nghiệp về tốc độ nhanh chóng. Thời gian mỗi chu kỳ của EtherCAT sẽ từ 50 đến 250 µs, giúp cho các máy tính công nghiệp có sức mạnh xử lý nhanh và chính xác hơn cho các ứng dụng và điều khiển có sẵn.

Điều khiển chuyển động tốt hơn: Đồng hồ phân phối của EtherCAT cho phép giá trị đo lấy mẫu và thiết lập mạng lưới đồng bộ ở ngõ ra. Jitter nhỏ hơn 1 micro giây, sai lệch dưới 100 nano giây là lý tưởng cho những ứng dụng chuyển động đồng bộ và tích hợp nhiệm vụ đo lường trong cùng một mạng.

Sự hỗ trợ công nghệ rộng rãi: đây là sự lựa chọn phổ biến có giá thành linh kiện thấp bởi các chuỗi sản phẩm và nhà cung cấp. Nhận được sự hỗ trợ của nhóm công nghệ với hơn 1700 công ty thành viên từ 52 quốc gia. Mạng EtherCAT không hề có giới hạn về cấu trúc liên kết.

4. Sự khác nhau giữa EtherCAT và Ethernet

EtherCAT và Ethernet có liên kết vật lý và dữ liệu không quá nhiều, chúng khác nhau ở các lớp cao hơn như sau ta sẽ xem xét qua các trường hợp sau:

  • Ở mạng Ethernet, các thiết bị được kết nối ở cùng một cấp, các thiết bị có thể gửi và nhận dữ liệu qua mạng. Mạng có thể bao gồm một bộ switch để kết nối thiết bị internet để cung cấp quyền truy cập từ xa. Điều này linh hoạt nhưng dễ xảy ra tình trạng quá tải dữ liệu khi có nhiều thiết bị gửi và nhận cùng một lúc.
  • Còn đối với EtherCAT, thiết bị duy nhất được truyền dữ liệu qua mạng là Master. Master sẽ gửi chuỗi dữ liệu qua bus loại bỏ đi những xung đột dữ liệu của Ethernet và tối ưu hóa tốc độ.

Tốc độ của EtherCAT được tăng hơn so với các Ethernet vì chúng chỉ có một thiết bị gửi dữ liệu. Ngoài ra chúng còn có kỹ thuật xử lý nhanh chóng.

  • Trong Ethernet, mỗi thiết bị sẽ phải đọc tiêu đề của từng một thông báo để xác định dữ liệu có thuộc về mình hay không, sau đó mới nhập dữ liệu và xử lý.
  • Nhưng đối với EtherCAT quá trình xử lý nhanh chóng hơn, nút đọc tiêu đề và gửi dữ liệu cùng một lúc. Tiếp kiệm thời gian hiệu quả.

Và quan trọng hơn hết, khác với các Ethernet thông thường, EtherCAT cho phép dữ liệu đến và đi từ nhiều thiết bị khác nhau kết hợp thành các khung đơn. Khi có nút không có khả năng xử lý dữ liệu, tốc độ bus sẽ được điều chỉnh bởi master. Đảm bảo dữ liệu sẽ không bị mất bởi bất kỳ thiết bị nào.

Hệ thống PLC dùng ở đâu? Chúng có vai trò gì?

 

 

 

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

.
.
.
.