EtherCAT - 以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線

圖4: EtherCAT：符合IEEE 802.3 [3]的標(biāo)準(zhǔn)幀

圖5: 靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：線型、樹型或星型拓?fù)?/P>最有效的系統(tǒng)連線方法是對(duì)線型、分支或樹叉結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)浣M合。因?yàn)樗杞涌谠贗/O 模塊等很多設(shè)備中都已存在，所以無(wú)需附加交換機(jī)。當(dāng)然，仍然可以使用傳統(tǒng)的、基于以太網(wǎng)的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

還可以選擇不同的電纜以提升連線的靈活性：靈活、經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)超五類以太網(wǎng)電纜可采用100BASE-TX模式傳送信號(hào)；塑封光纖（PFO）則可用于特殊應(yīng)用場(chǎng)合；還可通過交換機(jī)或介質(zhì)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)不同以太網(wǎng)連線（如：不同的光纖和銅電纜）的完整組合。

快速以太網(wǎng)的物理層（100BASE-TX ）允許兩個(gè)設(shè)備之間的最大電纜長(zhǎng)度為100米。由于連接的設(shè)備數(shù)量可高達(dá)65535，因此，網(wǎng)絡(luò)的容量幾乎沒有限制。

3.3. 分布時(shí)鐘

精確同步對(duì)于同時(shí)動(dòng)作的分布式過程而言尤為重要。例如，幾個(gè)伺服軸同時(shí)執(zhí)行協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)時(shí)，便是如此。 最有效的同步方法是精確排列分布時(shí)鐘（請(qǐng)參閱IEEE 1588標(biāo)準(zhǔn)[6]）。與完全同步通訊中通訊出現(xiàn)故障會(huì)立刻影響同步品質(zhì)的情況相比，分布排列的時(shí)鐘對(duì)于通訊系統(tǒng)中可能存在的相關(guān)故障延遲具有極好的容錯(cuò)性。

采用EtherCAT，數(shù)據(jù)交換就完全基于純硬件機(jī)制。由于通訊采用了邏輯環(huán)結(jié)構(gòu) （借助于全雙工快速以太網(wǎng)的物理層），主站時(shí)鐘可以簡(jiǎn)單、精確地確定各個(gè)從站時(shí)鐘傳播的延遲偏移，反之亦然。分布時(shí)鐘均基于該值進(jìn)行調(diào)整，這意味著可以在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)使用非常精確的、小于1 微秒的、確定性的同步誤差時(shí)間基（參見圖6）。而跨接工廠等外部同步則可以基于IEEE 1588 標(biāo)準(zhǔn)。

圖6: 同步性與一致性：相距電纜長(zhǎng)度為有120米的兩個(gè)分布系統(tǒng)，
帶有300個(gè)節(jié)點(diǎn)的示波器比較