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技象科技首页 / 行业百科 / EtherCat与RS485的区别
EtherCat与RS485的区别作者：
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/ 行业百科 / RS485 / 2023年10月4日 23:39:21 2023年10月4日 23:39:21
EtherCat和RS485都是常用的工业通信协议，但它们之间存在着显著的差异。在本文中，我们将深入探讨EtherCat和RS485之间的区别，以帮助读者更好地了解它们的性能差异。
EtherCat介绍
EtherCat是一种基于以太网的工业通信协议，它可以实现高速、低延迟的网络通信。EtherCat可以在多种工业应用中使用，如自动化控制、机器人控制、设备监控等。它使用高效率的以太网技术，可以支持多节点的通信，并具有良好的可扩展性。
RS485介绍
RS485是一种常用的工业通信协议，它可以实现高速、低延迟的网络通信。RS485可以在多种工业应用中使用，如自动化控制、机器人控制、设备监控等。它使用双绞线技术，可以支持多节点的通信，并具有良好的可扩展性。
EtherCat与RS485的区别
物理层
EtherCat使用以太网技术，而RS485使用双绞线技术。以太网技术可以提供更高的带宽，更低的延迟，更高的可靠性，而双绞线技术只能提供有限的带宽和更高的延迟。
通信距离
EtherCat可以支持100米的通信距离，而RS485只能支持1200米的通信距离。因此，EtherCat更适合短距离的通信应用，而RS485更适合长距离的通信应用。
安全性
EtherCat支持安全性更高的以太网技术，而RS485不支持安全性更高的以太网技术。因此，EtherCat可以更好地保护数据安全，而RS485只能提供有限的安全性。
成本
EtherCat的成本比RS485高得多，因为它需要更多的硬件设备，如网络接口卡、交换机等。
总结
本文深入探讨了EtherCat和RS485之间的区别，从物理层、通信距离、安全性和成本等方面进行了比较。EtherCat可以提供更高的带宽、更低的延迟、更高的安全性，但成本更高，而RS485可以支持更长的通信距离，但安全性较低，成本较低。因此，在选择EtherCat或RS485时，应根据应用场景的不同，综合考虑各自的优缺点，以便选择最合适的工业通信协议。
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技象科技首页 / 行业百科 / EtherCAT与RS485的区别
EtherCAT与RS485的区别作者：
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/ 行业百科 / RS485 / 2023年10月21日 00:56:04 2023年10月21日 00:56:04
EtherCAT和RS485是两种不同的工业通信协议，它们在工业自动化领域有着重要的作用。它们之间的差异，可以从通信范围，速度，传输效率，安全性和成本等方面进行比较。本文将对EtherCAT和RS485进行比较分析，以帮助读者更好地理解它们的区别。
通信范围
EtherCAT是一种基于以太网的工业通信协议，它可以实现远距离的通信，最大可达100米。而RS485只能实现短距离的通信，最大只能达到1200米。因此，EtherCAT的通信范围更大，更适合远距离的通信。
速度
EtherCAT的传输速度可以达到100Mb/s，而RS485的传输速度最高只能达到10Mb/s。因此，EtherCAT的传输速度比RS485快得多，更适合高速数据传输。
传输效率
EtherCAT支持多种类型的以太网帧，可以提高传输效率，同时还支持虚拟端口，可以支持更多的设备连接。而RS485只支持一种类型的帧，传输效率较低，同时也不支持虚拟端口，只能支持有限的设备连接。因此，EtherCAT的传输效率比RS485高得多。
安全性
EtherCAT采用了认证和加密技术，可以有效保护网络安全。而RS485没有认证和加密技术，安全性较差。因此，EtherCAT比RS485更安全。
成本
EtherCAT的设备和网络设备成本较高，而RS485的设备和网络设备成本较低。因此，RS485的成本更低。
总结
从以上比较可以看出，EtherCAT和RS485在通信范围，传输速度，传输效率，安全性和成本等方面有着明显的差异。EtherCAT的传输范围更大，传输速度更快，传输效率更高，安全性更高，但是成本更高。而RS485的传输范围较小，传输速度较慢，传输效率较低，安全性较差，但是成本较低。因此，EtherCAT和RS485各有优劣，用户可以根据自己的需求选择合适的工业通信协议。
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技象科技首页 / 行业百科 / Modbus与Ethercat：它们之间的关系
Modbus与Ethercat：它们之间的关系作者：
技象物联网
/ 行业百科 / Modbus / 2023年10月5日 02:40:15 2023年10月5日 02:40:15
Modbus和Ethercat是当今工业自动化领域中最常用的设备通信协议之一，它们在工业设备控制中发挥着重要作用。本文将讨论Modbus和Ethercat之间的关系，以及它们在工业设备控制领域的应用。
什么是Modbus？
Modbus是一种工业设备通信协议，由Modicon公司（现已被施耐德电气收购）于1979年首次发布，它主要用于工业控制系统中的设备间通信。Modbus协议定义了一组报文格式，可以实现不同类型的设备之间的数据交换。它使用了两种不同的报文格式，分别为RTU和ASCII，可以支持多种物理和数据链路层协议，比如以太网、RS-485和RS-232等。
什么是Ethercat？
Ethercat是一种工业网络协议，由德国Beckhoff公司开发，于2003年首次发布。它是一种实时以太网协议，可以支持高性能的多种工业应用。它可以支持多种物理层协议，比如以太网、RS-485和RS-232等。Ethercat可以与各种不同类型的设备进行通信，从而实现设备之间的数据交换。
Modbus与Ethercat之间的关系
Modbus和Ethercat是当今工业自动化领域中最常用的设备通信协议之一，它们在工业设备控制中发挥着重要作用。Modbus和Ethercat之间的关系是，Modbus是一种工业设备通信协议，而Ethercat是一种实时以太网协议。Modbus可以支持多种物理层协议，而Ethercat也可以支持多种物理层协议。二者之间可以实现相互兼容，并可以实现设备之间的数据交换。
Modbus的优势
Modbus的优势在于它简单易用，可以支持多种物理层协议，并且可以实现设备之间的数据交换。Modbus的报文格式也很容易理解，可以轻松实现设备间的通信。此外，Modbus协议支持多种不同类型的设备，可以满足不同工业应用的需求。
Ethercat的优势
Ethercat的优势在于它可以实现高性能的实时以太网通信，可以支持多种物理层协议，并且可以实现设备之间的数据交换。此外，Ethercat协议还可以支持多种不同类型的设备，可以满足不同工业应用的需求。
Modbus与Ethercat的应用
Modbus和Ethercat在工业控制领域有着广泛的应用，它们可以用于设备间的数据交换，从而实现设备之间的通信。此外，它们还可以用于控制系统的维护和监控，以及实现设备之间的联动控制。
总结
本文介绍了Modbus和Ethercat之间的关系，以及它们在工业设备控制领域的应用。Modbus和Ethercat都可以支持多种物理层协议，可以实现设备之间的数据交换，并且可以满足不同工业应用的需求。它们在工业控制领域有着广泛的应用，可以用于设备间的数据交换，以及控制系统的维护和监控。
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技象科技首页 / 行业百科 / EtherCat与RS485的区别
EtherCat与RS485的区别作者：
技象物联网
/ 行业百科 / RS485 / 2023年10月4日 23:39:21 2023年10月4日 23:39:21
EtherCat和RS485都是常用的工业通信协议，但它们之间存在着显著的差异。在本文中，我们将深入探讨EtherCat和RS485之间的区别，以帮助读者更好地了解它们的性能差异。
EtherCat介绍
EtherCat是一种基于以太网的工业通信协议，它可以实现高速、低延迟的网络通信。EtherCat可以在多种工业应用中使用，如自动化控制、机器人控制、设备监控等。它使用高效率的以太网技术，可以支持多节点的通信，并具有良好的可扩展性。
RS485介绍
RS485是一种常用的工业通信协议，它可以实现高速、低延迟的网络通信。RS485可以在多种工业应用中使用，如自动化控制、机器人控制、设备监控等。它使用双绞线技术，可以支持多节点的通信，并具有良好的可扩展性。
EtherCat与RS485的区别
物理层
EtherCat使用以太网技术，而RS485使用双绞线技术。以太网技术可以提供更高的带宽，更低的延迟，更高的可靠性，而双绞线技术只能提供有限的带宽和更高的延迟。
通信距离
EtherCat可以支持100米的通信距离，而RS485只能支持1200米的通信距离。因此，EtherCat更适合短距离的通信应用，而RS485更适合长距离的通信应用。
安全性
EtherCat支持安全性更高的以太网技术，而RS485不支持安全性更高的以太网技术。因此，EtherCat可以更好地保护数据安全，而RS485只能提供有限的安全性。
成本
EtherCat的成本比RS485高得多，因为它需要更多的硬件设备，如网络接口卡、交换机等。
总结
本文深入探讨了EtherCat和RS485之间的区别，从物理层、通信距离、安全性和成本等方面进行了比较。EtherCat可以提供更高的带宽、更低的延迟、更高的安全性，但成本更高，而RS485可以支持更长的通信距离，但安全性较低，成本较低。因此，在选择EtherCat或RS485时，应根据应用场景的不同，综合考虑各自的优缺点，以便选择最合适的工业通信协议。
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Ethernet 与 EtherCAT 有关系吗？是什么关系？ - 知乎
Ethernet 与 EtherCAT 有关系吗？是什么关系？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册EthernetEthernet 与 EtherCAT 有关系吗？是什么关系？浅谈两者的关系，不要太啰嗦了。同时介绍一下CAN总线，profibus,RSJ232.谢谢。关注者41被浏览100,267关注问题写回答邀请回答好问题添加评论分享4 个回答默认排序熊小D 关注爪机党答题～ethercat协议是基于以太网帧的。ip协议是在ip数据包外添加了以太网帧头，帧头中包含了ip的协议类型码（两字节，好像是0x0800）；ethercat协议是在ethercat数据包外添加以太网帧头，协议类型码为0x88a4。应用层部分ethercat使用了canopen的对象字典，ethercat数据包有其自己的组包规则。ethercat协议用于总线，其通信流程和一般it系统中的协议不太一样，且倍福（ethercat发明方，英文为beckhoff）底层总线使用ebus。发布于 2016-01-28 01:00赞同 3添加评论分享收藏喜欢收起刘一机械 关注上位机的Ethernet网卡如何与采用ethercat总线的驱动器实现通信？编辑于 2016-12-08 16:14赞同 2添加评论分享收藏喜欢收起
详解EtherCAT 总线技术 - 知乎
详解EtherCAT 总线技术 - 知乎首发于自动化与智能化切换模式写文章登录/注册详解EtherCAT 总线技术攻城大狮哥正高级工程师，关注自动化智能化技术，分享个人观点和生活趣事。EtherCAT 技术的 20 年发展历程EtherCAT 自推出以来已经有 20 多年的历史，时至今日，它的成功一直在持续。的确，由倍福开发并在 2003 年汉诺威工业博览会上首次亮相的 EtherCAT 通信系统久经实践考验，是一款高性能实时以太网解决方案，在全球范围内获得了广泛应用，并凭借其技术发展的连续性确立了市场地位，进一步成为开放的 IEC 标准。在这篇采访中，Hans Beckhoff 和 Martin Rostan 主要讲述该技术在公司历史上激动人心的时刻，而 Johannes Beckhoff 代表倍福下一代管理层则更关注未来需求。Hans Beckhoff（中间）和 Martin Rostan（左）回顾 EtherCAT 技术过去 20 年的发展历程并与代表下一代管理层的 Johannes Beckhoff（右）分享了他们多年积累的经验早在 1989 年，倍福首次推出了 Lightbus 高性能总线系统。那么，后来开发全新的 EtherCAT通信系统时，你们是出于什么考虑？Hans：倍福一直专注于高性能控制解决方案的研发，并持续突破自动化领域性能极限。这一切都基于 PC 控制技术理念，基于此我们可以开发包括高算力在内的 PC 的所有优势，从而使机器获益。在数据通信方面，我们在 1989 年推出了出色的 Lightbus 解决方案。到了 21 世纪初，PC 标配以太网接口成为当时的主流趋势，第一批集成有以太网接口的处理器也开始进入市场。EtherCAT 的研发让我们能够在设备上使用这种新的 IT 数据传输介质，这与我们将 IT 技术与自动化技术融合于一体的理念是一致的。我们在 Lightbus 以及诸如 CANopen 和 PROFIBUS 等其它所有现场总线方面都拥有丰富的应用经验，并将这些经验都整合到我们的研发理念中。这一切都有助于 EtherCAT 在后来取得巨大成功。Martin：我们研发 EtherCAT 的初衷是：Lightbus 和其它一些现场总线以及第一批工业以太网技术已经跟不上 PC 性能提升的速度。当时的控制结构都是分布式的，因此复杂程度非常高。另一方面，基于 PC 的控制技术主要采用集中式控制方式，需要相应的高性能通信技术。EtherCAT 弥合了这一差距，并打破了以前的数据通信瓶颈， 20 年后的今天，一切依然如故。有了以太网和随之而来的百兆数据传输速率，传输速率的十倍提升也让控制技术获益匪浅。当时，基于 RS485 和 CAN 的网络虽然总体不错，但它们在带宽和性能方面有限。—— Hans Beckhoff在以工业应用需求研发这项技术时，哪些以太网方面尤为重要？Hans：标准以太网协议设计用于传输大数据量和长数据报文，并非机器中常见的小数据量信息 — 如 1 位限位开关值或 16 位模拟量值。因此，我们的任务是将百兆数据传输速率和自动化领域中的 1...16 位数据量的传输应用“合二为一”，只有通过 EtherCAT 才能实现这一点。我们不仅完全重塑了所需的技术原理，而且还将其整合到 EtherCAT 协议和 EtherCAT 硬件中。Martin：我们沿用了 Lightbus 的报文处理基本原理“processing on the fly”，并将数据通信提升到一个全新的高度。我们还合理使用了自动化技术领域中已经流行的新以太网技术，从容地避开了以太网用于实时通信的主要瓶颈。成功的主要因素是 EtherCAT 协议效率较高，即带宽利用率高达 90% 以上。同样重要的是，协议的复杂性完全映射到硬件中，显著简化了设备制造商的 EtherCAT 实施过程。—— Martin Rostan总结来说，EtherCAT 具有哪些基本优势？Hans：首先，传统的基于 RS485 和 CAN 的现场总线是合并总线，其特点是多个设备使用同一个链接，在网络诊断和故障排除方面要复杂得多。而 EtherCAT 采用以太网点对点链接，这样就可以正确诊断每条传输路径，这是一个相当重要的功能优势。我们也早就决定，我们可以使用标准的以太网报文，因此，主站设备无需专用通信卡，这仍然是 EtherCAT 的一个主要优势。不过，最关键的优势是我们刚才已经说到过的协议效率，即能够以“on the fly”的方式将数据提取或实时添加到 64 至 1500 字节的以太网报文中。在一个连接有大量自动化设备，而每个设备的数据量很小的网络中，这是确保能够持续高效使用高带宽的唯一方法，一个报文甚至可以携带同一个网络的超过 65,000 个设备的数据。Martin：这个运行原理带来了另一个优势，即控制器已经可以在数据报文中完美地编译过程映像，因为网络中的任意节点可以随时插入或删除它们的数据。这就避免了其它系统那种需通过接口卡实现的复杂的位运算。另一方面，EtherCAT 主站不会对控制器产生任何影响，因为逻辑化的过程映像可以被直接处理。因此，EtherCAT 不仅因其更短的通信周期而速度更快，而且在从站和主站端对数据交换方面的效率也极高。Hans：确实如此。而这一运行原理基于 IT 领域使用的内存管理单元功能，为此我们进一步开发了现场总线内存管理单元（FMMU）。FMMU 是 EtherCAT 的基本功能之一，它允许从分布式内存中以“on the fly”的方式读取数据并将数据写入到内存，因此，物理设备中的数据和活动报文中的数据之间可以进行任何形式的映射。此外，各个任务和处理器核也可以通过 FMMU 进行映射，并定义相应的时间等级，从而满足先进的、基于任务的控制技术需求。EtherCAT 的另一个核心功能是分布时钟，它为通信系统引入了一个确定性的、自动同步的系统时间。这一点至关重要，因为现代控制方案几乎都是基于时间片，需要数据和信号的同步采样点。而以前的现场总线中根本不存在这种分布时钟的完整理念。倍福全球总裁兼所有者 Hans Beckhoff现场总线内存管理单元（FMMU）是 EtherCAT 的基本功能之一，它可以将数据从分布式内存中提取并以“on the fly”的方式写入。—— Hans Beckhoff市场是否认可 EtherCAT 的这些基本优势？Hans：确实如此！所有这些优势加在一起，形成了一种本质上合乎逻辑、易被快速理解并深受全球工程师喜爱的技术。这种相当感性的一面当然也是 EtherCAT 能够在全球范围内确立市场地位的原因之一。Johannes：对于这一点我非常同意，虽然我自己并没有亲身经历 EtherCAT 技术的早期研发。EtherCAT 本质上是一个高性能，同时又简单合理的协议。在没有了解其它通信系统时，我就在问自己：EtherCAT 显然是最佳解决方案，我们还能如何使用工业以太网？Martin：是的，当时我们还创造了“EtherCAT 是工程师的最佳选择”这样一句话！这句话很好地概括了这一点：相比之下，EtherCAT 以前是，现在也是一项更令人信服的技术，因此很容易从技术角度证明其使用的合理性。Johannes Beckhoff 是 Hans 的儿子，于 2019 年加入 Beckhoff Automation。他在大学主攻的也是物理专业（硕士），目前从事基础研发工作，已经在帮助塑造基于 PC 的控制技术的未来。2003 年汉诺威工业博览会上 EtherCAT 的亮相对当时倍福的来说有什么重要意义？市场反响如何？Hans：这对于研发团队来说绝对是一件具有特殊意义的事件，我们的核心团队由六名专家组成，每个人都为此感到自豪。我们在展台上设置了一面 4 米长的巨型展板，以便让 EtherCAT 技术原理的展示效果最大化，我们甚至使用示波器展示其实时性能。从展出开始一直到结束，一切都非常顺利且圆满结束，而客户也如我们所期望的那样热情高涨。很显然，来自其他现场总线组织和控制组件供应商的到访者也被 EtherCAT 深深震撼到了，至少这是我从当时那些震惊的沉默和苍白的脸中感受到的！Martin：没错，我还记得我们的一个竞争对手连招呼都没打就张大着嘴，面无血色地离开了我们的展台。这就是我们要达到的效果。每一个了解了 EtherCAT 技术的人都立刻表现出极大的热情，并都认可 EtherCAT 是使用工业以太网的最佳方式。2023 年汉诺威工业博览会现场的 EtherCAT 展板区EtherCAT 获得成功的一个主要因素是在 2003年纽伦堡国际工业自动化展会上发布了开放 EtherCAT 协议并宣布成立 EtherCAT 技术协会（ETG）。倍福为什么会选择这个时机向市场公布呢？Hans：毫无疑问，ETG 的成立与技术的先进性一样，为我们的成功做出了重要贡献。ETG 由 Martin 一手创建，现在是一个独立组织，将 EtherCAT 技术推向全球。如果没有 ETG，EtherCAT 可能仍然只是一项令人兴奋的技术，会拥有一些追随者，但永远不会像现在这样成为全球公认标准，赢得广泛赞誉。Martin：倍福一直主张技术开放，并支持所有相关的开放式现场总线技术。当时，市面上约有 20 种不同的通信技术和行业专用变体，倍福在所有这些技术方面都有相应的技术专家。ETG 吸取了这些技术经验和各个用户组织的优缺点。再次，在开放性方面，ETG 成员非常欣赏 EtherCAT 技术发展的管理方式：倍福是技术创新的推动者，但在开发技术的新特性时，始终会考虑到所有合作伙伴的需求。开放式现场总线组织的原则在这里得到了很好的验证。ETG 目前已成为全球最大的工业现场总线用户组织，拥有来自 72 个国家的 7000 多家会员单位，遍布世界各地，其中亚洲会员占 40% 以上。“仅 14%“的会员来自美洲地区，便已成为美洲最大的现场总线组织。EtherCAT 的可用性也非常重要，因此设备制造商和最终用户从一开始就参与其中。—— Martin RostanEtherCAT 虽然推出至今已经有 20 年历史，但它绝不是落后过时的。为什么即使在今天，它仍然是全球第一大工业通信系统？Hans：在过去的 20 年里，这项技术已经充分证明了其完美的设计，基本协议始终保持不变，无需进行任何修改。这是我们成功的关键。此外，我们已经将 EtherCAT 技术原理应用于其它应用层次，如用于控制器间通信的 EtherCAT Automation Protocol（EAP）。我们甚至推出了传输速率高达 1 Gbit/s 和 10 Gbit/s 的 EtherCAT G/G10，这意味着 EtherCAT 协议也支持更高的传输速率。Martin Rostan，ETG 执行董事兼倍福技术市场高级副总裁EtherCAT 的独特卖点之一是，该技术本身多年来一直保持未变。芯片中包含的基本协议始终保持不变，并以完全向后兼容的方式进行了扩展，包括 Safety over EtherCAT。—— Martin RostanMartin：EtherCAT G 网络中甚至可以集成和运行百兆 EtherCAT 设备。这意味着现在的 EtherCAT 设备可以直接运行在一个 20 年历史的系统中。这也意味着控制架构中的 EtherCAT 技术不会出现瓶颈，这一事实本身就足以让很多用户选择这一现场总线。绝大多数应用仍然可以使用百兆速率；而 EtherCAT G 具有足够的潜力，可以轻松满足未来 20 年的所有高端需求，不会出现技术断层。ETG 技术委员会已接受 EtherCAT G 作为 EtherCAT 标准的补充Johannes：我必须同意 Martin 的观点：百兆速率足以满足大多数设备的要求，甚至是小于 1 ms 的周期时间。EtherCAT G 支持 XPlanar 或视觉等高数据密集型应用，可在小于 1 毫秒的周期时间内传输数千字节的数据。如果没有 EtherCAT G，XPlanar 系统的规模就会受限于20 个平面模块，因此我们无法开发真正的大型 XPlanar 系统。千兆速率已经可以实现系统配备 100 多个平面模块。这也适用于在百兆速率下运行极佳的 XTS 磁驱柔性输送系统，但如果没有高效的 EtherCAT 协议，它根本不可能实现。这是因为系统必须在 250 μs 的极短周期内传输数千字节的数据。其它通信系统无法做到这一点，因此需要配备一个复杂的分布式控制架构才能实现类似的系统。Hans：而恰恰是我们的中央控制方案让我们能够在同一个 CPU 上计算出整个过程的数学物理模型。它的工作方式本质上与人相似，人的大脑通过中枢神经系统接收来自身体各个部位的所有数据。大脑内部的子程序是模块化结构，并可高效地控制身体各个部位的动作。我们的自动化技术也基于同样的原理，因此 EtherCAT 对应于机器的中枢神经系统，可以让尽可能多的外设数据快速输送到中央控制系统中。倍福作为自动化供应商之所以能够取得成功，很大程度上是由于我们追求的正是这种方法：PC 技术、EtherCAT 和集中控制理念的“技术三部曲”。无论是现在还是从中期来看，EtherCAT 发展的重点是什么？Hans：作为基于以太网的系统，EtherCAT 以及 EtherCAT 产品将继续紧跟市场硬件层的发展。即使在今天，倍福已经为 RJ45、M8 以及塑料和光纤电缆设计多款耦合器，未来还将根据市场中出现的其它物理传输类型进行扩展。另一个重要的发展步骤是推出针对单电缆解决方案的混合型连接器产品。这也是推动我们开发了将 EtherCAT 通信与供电整合在一根标准的四芯以太网电缆中的 EtherCAT P 的原因。在这个背景下，另一个特别令人兴奋的开发成果是尺寸分别为 B12、B17、B23 和 B40 的 EtherCAT P 混合型连接器系列，这些连接器将被列入 IEC 标准，用作未来分布式自动化的标准圆形连接器。我们最初将 EtherCAT 作为一种通信协议，并使用完整的以太网硬件物理特性。我们还开发了自动化所需的机电功能，让系统更具实用性。在这种情况下，EtherCAT P 以及 EtherCAT P 连接器系列都代表了巨大的技术进步。—— Hans BeckhoffMartin：信息安全在自动化领域变得越来越重要。EtherCAT 在安全方面具有很多优势，因为其系统结构以及特性已经为应对这些挑战提供了一切内在条件。更值得一提的是，EtherCAT 不需要新的协议版本、硬件修改或特殊措施即可进行所有安全相关的通信。发布于 2023-07-01 23:53・IP 属地上海总线赞同添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录自动化与智能化关注自动化、智能化、人工智能和互联
详解EtherCAT 总线技术 - 知乎
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字节的以太网报文中。在一个连接有大量自动化设备，而每个设备的数据量很小的网络中，这是确保能够持续高效使用高带宽的唯一方法，一个报文甚至可以携带同一个网络的超过 65,000 个设备的数据。Martin：这个运行原理带来了另一个优势，即控制器已经可以在数据报文中完美地编译过程映像，因为网络中的任意节点可以随时插入或删除它们的数据。这就避免了其它系统那种需通过接口卡实现的复杂的位运算。另一方面，EtherCAT 主站不会对控制器产生任何影响，因为逻辑化的过程映像可以被直接处理。因此，EtherCAT 不仅因其更短的通信周期而速度更快，而且在从站和主站端对数据交换方面的效率也极高。Hans：确实如此。而这一运行原理基于 IT 领域使用的内存管理单元功能，为此我们进一步开发了现场总线内存管理单元（FMMU）。FMMU 是 EtherCAT 的基本功能之一，它允许从分布式内存中以“on the fly”的方式读取数据并将数据写入到内存，因此，物理设备中的数据和活动报文中的数据之间可以进行任何形式的映射。此外，各个任务和处理器核也可以通过 FMMU 进行映射，并定义相应的时间等级，从而满足先进的、基于任务的控制技术需求。EtherCAT 的另一个核心功能是分布时钟，它为通信系统引入了一个确定性的、自动同步的系统时间。这一点至关重要，因为现代控制方案几乎都是基于时间片，需要数据和信号的同步采样点。而以前的现场总线中根本不存在这种分布时钟的完整理念。倍福全球总裁兼所有者 Hans Beckhoff现场总线内存管理单元（FMMU）是 EtherCAT 的基本功能之一，它可以将数据从分布式内存中提取并以“on the fly”的方式写入。—— Hans Beckhoff市场是否认可 EtherCAT 的这些基本优势？Hans：确实如此！所有这些优势加在一起，形成了一种本质上合乎逻辑、易被快速理解并深受全球工程师喜爱的技术。这种相当感性的一面当然也是 EtherCAT 能够在全球范围内确立市场地位的原因之一。Johannes：对于这一点我非常同意，虽然我自己并没有亲身经历 EtherCAT 技术的早期研发。EtherCAT 本质上是一个高性能，同时又简单合理的协议。在没有了解其它通信系统时，我就在问自己：EtherCAT 显然是最佳解决方案，我们还能如何使用工业以太网？Martin：是的，当时我们还创造了“EtherCAT 是工程师的最佳选择”这样一句话！这句话很好地概括了这一点：相比之下，EtherCAT 以前是，现在也是一项更令人信服的技术，因此很容易从技术角度证明其使用的合理性。Johannes Beckhoff 是 Hans 的儿子，于 2019 年加入 Beckhoff Automation。他在大学主攻的也是物理专业（硕士），目前从事基础研发工作，已经在帮助塑造基于 PC 的控制技术的未来。2003 年汉诺威工业博览会上 EtherCAT 的亮相对当时倍福的来说有什么重要意义？市场反响如何？Hans：这对于研发团队来说绝对是一件具有特殊意义的事件，我们的核心团队由六名专家组成，每个人都为此感到自豪。我们在展台上设置了一面 4 米长的巨型展板，以便让 EtherCAT 技术原理的展示效果最大化，我们甚至使用示波器展示其实时性能。从展出开始一直到结束，一切都非常顺利且圆满结束，而客户也如我们所期望的那样热情高涨。很显然，来自其他现场总线组织和控制组件供应商的到访者也被 EtherCAT 深深震撼到了，至少这是我从当时那些震惊的沉默和苍白的脸中感受到的！Martin：没错，我还记得我们的一个竞争对手连招呼都没打就张大着嘴，面无血色地离开了我们的展台。这就是我们要达到的效果。每一个了解了 EtherCAT 技术的人都立刻表现出极大的热情，并都认可 EtherCAT 是使用工业以太网的最佳方式。2023 年汉诺威工业博览会现场的 EtherCAT 展板区EtherCAT 获得成功的一个主要因素是在 2003年纽伦堡国际工业自动化展会上发布了开放 EtherCAT 协议并宣布成立 EtherCAT 技术协会（ETG）。倍福为什么会选择这个时机向市场公布呢？Hans：毫无疑问，ETG 的成立与技术的先进性一样，为我们的成功做出了重要贡献。ETG 由 Martin 一手创建，现在是一个独立组织，将 EtherCAT 技术推向全球。如果没有 ETG，EtherCAT 可能仍然只是一项令人兴奋的技术，会拥有一些追随者，但永远不会像现在这样成为全球公认标准，赢得广泛赞誉。Martin：倍福一直主张技术开放，并支持所有相关的开放式现场总线技术。当时，市面上约有 20 种不同的通信技术和行业专用变体，倍福在所有这些技术方面都有相应的技术专家。ETG 吸取了这些技术经验和各个用户组织的优缺点。再次，在开放性方面，ETG 成员非常欣赏 EtherCAT 技术发展的管理方式：倍福是技术创新的推动者，但在开发技术的新特性时，始终会考虑到所有合作伙伴的需求。开放式现场总线组织的原则在这里得到了很好的验证。ETG 目前已成为全球最大的工业现场总线用户组织，拥有来自 72 个国家的 7000 多家会员单位，遍布世界各地，其中亚洲会员占 40% 以上。“仅 14%“的会员来自美洲地区，便已成为美洲最大的现场总线组织。EtherCAT 的可用性也非常重要，因此设备制造商和最终用户从一开始就参与其中。—— Martin RostanEtherCAT 虽然推出至今已经有 20 年历史，但它绝不是落后过时的。为什么即使在今天，它仍然是全球第一大工业通信系统？Hans：在过去的 20 年里，这项技术已经充分证明了其完美的设计，基本协议始终保持不变，无需进行任何修改。这是我们成功的关键。此外，我们已经将 EtherCAT 技术原理应用于其它应用层次，如用于控制器间通信的 EtherCAT Automation Protocol（EAP）。我们甚至推出了传输速率高达 1 Gbit/s 和 10 Gbit/s 的 EtherCAT G/G10，这意味着 EtherCAT 协议也支持更高的传输速率。Martin Rostan，ETG 执行董事兼倍福技术市场高级副总裁EtherCAT 的独特卖点之一是，该技术本身多年来一直保持未变。芯片中包含的基本协议始终保持不变，并以完全向后兼容的方式进行了扩展，包括 Safety over EtherCAT。—— Martin RostanMartin：EtherCAT G 网络中甚至可以集成和运行百兆 EtherCAT 设备。这意味着现在的 EtherCAT 设备可以直接运行在一个 20 年历史的系统中。这也意味着控制架构中的 EtherCAT 技术不会出现瓶颈，这一事实本身就足以让很多用户选择这一现场总线。绝大多数应用仍然可以使用百兆速率；而 EtherCAT G 具有足够的潜力，可以轻松满足未来 20 年的所有高端需求，不会出现技术断层。ETG 技术委员会已接受 EtherCAT G 作为 EtherCAT 标准的补充Johannes：我必须同意 Martin 的观点：百兆速率足以满足大多数设备的要求，甚至是小于 1 ms 的周期时间。EtherCAT G 支持 XPlanar 或视觉等高数据密集型应用，可在小于 1 毫秒的周期时间内传输数千字节的数据。如果没有 EtherCAT G，XPlanar 系统的规模就会受限于20 个平面模块，因此我们无法开发真正的大型 XPlanar 系统。千兆速率已经可以实现系统配备 100 多个平面模块。这也适用于在百兆速率下运行极佳的 XTS 磁驱柔性输送系统，但如果没有高效的 EtherCAT 协议，它根本不可能实现。这是因为系统必须在 250 μs 的极短周期内传输数千字节的数据。其它通信系统无法做到这一点，因此需要配备一个复杂的分布式控制架构才能实现类似的系统。Hans：而恰恰是我们的中央控制方案让我们能够在同一个 CPU 上计算出整个过程的数学物理模型。它的工作方式本质上与人相似，人的大脑通过中枢神经系统接收来自身体各个部位的所有数据。大脑内部的子程序是模块化结构，并可高效地控制身体各个部位的动作。我们的自动化技术也基于同样的原理，因此 EtherCAT 对应于机器的中枢神经系统，可以让尽可能多的外设数据快速输送到中央控制系统中。倍福作为自动化供应商之所以能够取得成功，很大程度上是由于我们追求的正是这种方法：PC 技术、EtherCAT 和集中控制理念的“技术三部曲”。无论是现在还是从中期来看，EtherCAT 发展的重点是什么？Hans：作为基于以太网的系统，EtherCAT 以及 EtherCAT 产品将继续紧跟市场硬件层的发展。即使在今天，倍福已经为 RJ45、M8 以及塑料和光纤电缆设计多款耦合器，未来还将根据市场中出现的其它物理传输类型进行扩展。另一个重要的发展步骤是推出针对单电缆解决方案的混合型连接器产品。这也是推动我们开发了将 EtherCAT 通信与供电整合在一根标准的四芯以太网电缆中的 EtherCAT P 的原因。在这个背景下，另一个特别令人兴奋的开发成果是尺寸分别为 B12、B17、B23 和 B40 的 EtherCAT P 混合型连接器系列，这些连接器将被列入 IEC 标准，用作未来分布式自动化的标准圆形连接器。我们最初将 EtherCAT 作为一种通信协议，并使用完整的以太网硬件物理特性。我们还开发了自动化所需的机电功能，让系统更具实用性。在这种情况下，EtherCAT P 以及 EtherCAT P 连接器系列都代表了巨大的技术进步。—— Hans BeckhoffMartin：信息安全在自动化领域变得越来越重要。EtherCAT 在安全方面具有很多优势，因为其系统结构以及特性已经为应对这些挑战提供了一切内在条件。更值得一提的是，EtherCAT 不需要新的协议版本、硬件修改或特殊措施即可进行所有安全相关的通信。发布于 2023-07-01 23:53・IP 属地上海总线赞同添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录自动化与智能化关注自动化、智能化、人工智能和互联
浅析EtherCAT 总线 - 知乎
浅析EtherCAT 总线 - 知乎首发于PLC攻城狮切换模式写文章登录/注册浅析EtherCAT 总线PLC攻城狮引言又到周末了，今天来聊一聊 EtherCAT总线。一项技术发明一定不是为了发明而发明，一定是有需要解决问题的。以太网用在工业通信中遇到了什么问题呢？首先工业通信的要求是：低延时高响应高可靠例如：如果通过传统的以太网协议要做实时数据的监控（1ms）， 主站发出的数据会被路由到每一个子站，子站再发数据回给主站。无论是子站还是主站都在不停的发数据和接受数据。就好像大家都开车去上班，每个数据帧就是一辆车，再保证不出事故的前提下，只有更宽的路才能保证不迟到，不堵车。而工业通信还有一个特点，就是本身数据量不大（不是视频或下载），大部分都是开关量和模拟量。如果用以太网，则都要根据OSI模型一层一层加协议。就好比每个人上班都是要单独开一辆车一样。所以想解决不迟到，只有两种方法：修更宽的路（增加带宽）大家都做公共交通（改变协议）修更宽的路需要花更多的钱（整个网络硬件升级，整个网络速度遵循木桶原则）而是EtherCAT就是火车像火车一样的EtherCATEtherCAT是一个开放架构，以以太网为基础的现场总线系统，其名称的CAT为控制自动化技术（Control Automation Technology）字首的缩写。EtherCAT是确定性的工业以太网，最早是由德国的Beckhoff（倍福）公司研发。EtherCAT使用相同的物理和数据链路层。EtherCAT中，主站发送数据，整个网络可能只有一个数据帧依次将通过每个节点（像火车一样）。主站是唯一允许发送帧的节点，子站只能转发帧。数据帧就像火车一样，从主站开出，途经各个子站，把对于子站的数据放下或者带上，最后回到主站。这种方法有助于确保实时操作并避免延迟。EtherCAT数据帧像地铁一样EtherCAT网络不需要交换机。每个EtherCAT设备通常有两个以太网端口，第一个端口是接收端口，另一个是发送端口，发送给另一个设备。实时性是EtherCAT的主要优势，使得EtherCAT可以成为高性能的分散式I/O系统：包含一千个分散式数位输入/输出的程序资料交换只需30us，相当于在100Mbit/s的以太网传输125个字节的资料。读写一百个伺服轴的系统可以以10 kHz的速率更新，一般的更新速率约为1–30 kHz，但也可以使用较低的更新速率，以避免太频繁的直接内存存取影响主站个人电脑的运作。虽然子站设备添加数据过程到数据帧过程中仍有一点延迟，但EtherCAT的单一数据流大大提高了带宽利用率。这个优点也可能是一个缺点。因为许多子站设备可能无法适应这种高速，使得EtherCAT网络可能需要放慢速度以适应这些设备。EtherCAT还使用分布式时钟系统。当EtherCAT的数据帧通过每个节点时，节点向其数据添加“已接收消息”时间戳。每个节点在收到消息时添加时间戳，然后在返回主站的路上，当数据帧移回节点时，每个节点再次附加一个时间戳。然后，主节点对每个节点都有准确的计算，因为时间戳数据是在每次数据帧传输时计算的。借助EtherCAT固有环形拓扑，由于分布式时钟机制确保了每次准确的数据传输，这是EtherCAT的优势之一。另一个优点是网络拓扑的形式。许多不同的网络拓扑可以在EtherCAT网络中使用。因为它使用以全双工（双向轨道），当检测到端头时，数据帧将自动从子站返主站。这使得EtherCAT的网络拓扑结构很灵活。考虑到EtherCAT所固有环技术，在环形拓扑中连接的网络将形成冗余结构。因为它本身就是一个环形。EtherCAT与标准以太网相比具有很大的优势：响应时间快，每台设备的数据要求最低，和低实施成本。通过上面的介绍是不是感觉到EtherCAT设计的很巧妙，因为它真的就像火车一样。更多精彩，请关注公众号：PLClion发布于 2019-08-31 12:12实业科技通信赞同 15421 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录PLC攻城狮拓宽眼界，掌握
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浅析EtherCAT 总线 - 知乎首发于PLC攻城狮切换模式写文章登录/注册浅析EtherCAT 总线PLC攻城狮引言又到周末了，今天来聊一聊 EtherCAT总线。一项技术发明一定不是为了发明而发明，一定是有需要解决问题的。以太网用在工业通信中遇到了什么问题呢？首先工业通信的要求是：低延时高响应高可靠例如：如果通过传统的以太网协议要做实时数据的监控（1ms）， 主站发出的数据会被路由到每一个子站，子站再发数据回给主站。无论是子站还是主站都在不停的发数据和接受数据。就好像大家都开车去上班，每个数据帧就是一辆车，再保证不出事故的前提下，只有更宽的路才能保证不迟到，不堵车。而工业通信还有一个特点，就是本身数据量不大（不是视频或下载），大部分都是开关量和模拟量。如果用以太网，则都要根据OSI模型一层一层加协议。就好比每个人上班都是要单独开一辆车一样。所以想解决不迟到，只有两种方法：修更宽的路（增加带宽）大家都做公共交通（改变协议）修更宽的路需要花更多的钱（整个网络硬件升级，整个网络速度遵循木桶原则）而是EtherCAT就是火车像火车一样的EtherCATEtherCAT是一个开放架构，以以太网为基础的现场总线系统，其名称的CAT为控制自动化技术（Control Automation Technology）字首的缩写。EtherCAT是确定性的工业以太网，最早是由德国的Beckhoff（倍福）公司研发。EtherCAT使用相同的物理和数据链路层。EtherCAT中，主站发送数据，整个网络可能只有一个数据帧依次将通过每个节点（像火车一样）。主站是唯一允许发送帧的节点，子站只能转发帧。数据帧就像火车一样，从主站开出，途经各个子站，把对于子站的数据放下或者带上，最后回到主站。这种方法有助于确保实时操作并避免延迟。EtherCAT数据帧像地铁一样EtherCAT网络不需要交换机。每个EtherCAT设备通常有两个以太网端口，第一个端口是接收端口，另一个是发送端口，发送给另一个设备。实时性是EtherCAT的主要优势，使得EtherCAT可以成为高性能的分散式I/O系统：包含一千个分散式数位输入/输出的程序资料交换只需30us，相当于在100Mbit/s的以太网传输125个字节的资料。读写一百个伺服轴的系统可以以10 kHz的速率更新，一般的更新速率约为1–30 kHz，但也可以使用较低的更新速率，以避免太频繁的直接内存存取影响主站个人电脑的运作。虽然子站设备添加数据过程到数据帧过程中仍有一点延迟，但EtherCAT的单一数据流大大提高了带宽利用率。这个优点也可能是一个缺点。因为许多子站设备可能无法适应这种高速，使得EtherCAT网络可能需要放慢速度以适应这些设备。EtherCAT还使用分布式时钟系统。当EtherCAT的数据帧通过每个节点时，节点向其数据添加“已接收消息”时间戳。每个节点在收到消息时添加时间戳，然后在返回主站的路上，当数据帧移回节点时，每个节点再次附加一个时间戳。然后，主节点对每个节点都有准确的计算，因为时间戳数据是在每次数据帧传输时计算的。借助EtherCAT固有环形拓扑，由于分布式时钟机制确保了每次准确的数据传输，这是EtherCAT的优势之一。另一个优点是网络拓扑的形式。许多不同的网络拓扑可以在EtherCAT网络中使用。因为它使用以全双工（双向轨道），当检测到端头时，数据帧将自动从子站返主站。这使得EtherCAT的网络拓扑结构很灵活。考虑到EtherCAT所固有环技术，在环形拓扑中连接的网络将形成冗余结构。因为它本身就是一个环形。EtherCAT与标准以太网相比具有很大的优势：响应时间快，每台设备的数据要求最低，和低实施成本。通过上面的介绍是不是感觉到EtherCAT设计的很巧妙，因为它真的就像火车一样。更多精彩，请关注公众号：PLClion发布于 2019-08-31 12:12实业科技通信赞同 15421 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录PLC攻城狮拓宽眼界，掌握
详解EtherCAT 总线技术 - 知乎
详解EtherCAT 总线技术 - 知乎首发于自动化与智能化切换模式写文章登录/注册详解EtherCAT 总线技术攻城大狮哥正高级工程师，关注自动化智能化技术，分享个人观点和生活趣事。EtherCAT 技术的 20 年发展历程EtherCAT 自推出以来已经有 20 多年的历史，时至今日，它的成功一直在持续。的确，由倍福开发并在 2003 年汉诺威工业博览会上首次亮相的 EtherCAT 通信系统久经实践考验，是一款高性能实时以太网解决方案，在全球范围内获得了广泛应用，并凭借其技术发展的连续性确立了市场地位，进一步成为开放的 IEC 标准。在这篇采访中，Hans Beckhoff 和 Martin Rostan 主要讲述该技术在公司历史上激动人心的时刻，而 Johannes Beckhoff 代表倍福下一代管理层则更关注未来需求。Hans Beckhoff（中间）和 Martin Rostan（左）回顾 EtherCAT 技术过去 20 年的发展历程并与代表下一代管理层的 Johannes Beckhoff（右）分享了他们多年积累的经验早在 1989 年，倍福首次推出了 Lightbus 高性能总线系统。那么，后来开发全新的 EtherCAT通信系统时，你们是出于什么考虑？Hans：倍福一直专注于高性能控制解决方案的研发，并持续突破自动化领域性能极限。这一切都基于 PC 控制技术理念，基于此我们可以开发包括高算力在内的 PC 的所有优势，从而使机器获益。在数据通信方面，我们在 1989 年推出了出色的 Lightbus 解决方案。到了 21 世纪初，PC 标配以太网接口成为当时的主流趋势，第一批集成有以太网接口的处理器也开始进入市场。EtherCAT 的研发让我们能够在设备上使用这种新的 IT 数据传输介质，这与我们将 IT 技术与自动化技术融合于一体的理念是一致的。我们在 Lightbus 以及诸如 CANopen 和 PROFIBUS 等其它所有现场总线方面都拥有丰富的应用经验，并将这些经验都整合到我们的研发理念中。这一切都有助于 EtherCAT 在后来取得巨大成功。Martin：我们研发 EtherCAT 的初衷是：Lightbus 和其它一些现场总线以及第一批工业以太网技术已经跟不上 PC 性能提升的速度。当时的控制结构都是分布式的，因此复杂程度非常高。另一方面，基于 PC 的控制技术主要采用集中式控制方式，需要相应的高性能通信技术。EtherCAT 弥合了这一差距，并打破了以前的数据通信瓶颈， 20 年后的今天，一切依然如故。有了以太网和随之而来的百兆数据传输速率，传输速率的十倍提升也让控制技术获益匪浅。当时，基于 RS485 和 CAN 的网络虽然总体不错，但它们在带宽和性能方面有限。—— Hans Beckhoff在以工业应用需求研发这项技术时，哪些以太网方面尤为重要？Hans：标准以太网协议设计用于传输大数据量和长数据报文，并非机器中常见的小数据量信息 — 如 1 位限位开关值或 16 位模拟量值。因此，我们的任务是将百兆数据传输速率和自动化领域中的 1...16 位数据量的传输应用“合二为一”，只有通过 EtherCAT 才能实现这一点。我们不仅完全重塑了所需的技术原理，而且还将其整合到 EtherCAT 协议和 EtherCAT 硬件中。Martin：我们沿用了 Lightbus 的报文处理基本原理“processing on the fly”，并将数据通信提升到一个全新的高度。我们还合理使用了自动化技术领域中已经流行的新以太网技术，从容地避开了以太网用于实时通信的主要瓶颈。成功的主要因素是 EtherCAT 协议效率较高，即带宽利用率高达 90% 以上。同样重要的是，协议的复杂性完全映射到硬件中，显著简化了设备制造商的 EtherCAT 实施过程。—— Martin Rostan总结来说，EtherCAT 具有哪些基本优势？Hans：首先，传统的基于 RS485 和 CAN 的现场总线是合并总线，其特点是多个设备使用同一个链接，在网络诊断和故障排除方面要复杂得多。而 EtherCAT 采用以太网点对点链接，这样就可以正确诊断每条传输路径，这是一个相当重要的功能优势。我们也早就决定，我们可以使用标准的以太网报文，因此，主站设备无需专用通信卡，这仍然是 EtherCAT 的一个主要优势。不过，最关键的优势是我们刚才已经说到过的协议效率，即能够以“on the fly”的方式将数据提取或实时添加到 64 至 1500 字节的以太网报文中。在一个连接有大量自动化设备，而每个设备的数据量很小的网络中，这是确保能够持续高效使用高带宽的唯一方法，一个报文甚至可以携带同一个网络的超过 65,000 个设备的数据。Martin：这个运行原理带来了另一个优势，即控制器已经可以在数据报文中完美地编译过程映像，因为网络中的任意节点可以随时插入或删除它们的数据。这就避免了其它系统那种需通过接口卡实现的复杂的位运算。另一方面，EtherCAT 主站不会对控制器产生任何影响，因为逻辑化的过程映像可以被直接处理。因此，EtherCAT 不仅因其更短的通信周期而速度更快，而且在从站和主站端对数据交换方面的效率也极高。Hans：确实如此。而这一运行原理基于 IT 领域使用的内存管理单元功能，为此我们进一步开发了现场总线内存管理单元（FMMU）。FMMU 是 EtherCAT 的基本功能之一，它允许从分布式内存中以“on the fly”的方式读取数据并将数据写入到内存，因此，物理设备中的数据和活动报文中的数据之间可以进行任何形式的映射。此外，各个任务和处理器核也可以通过 FMMU 进行映射，并定义相应的时间等级，从而满足先进的、基于任务的控制技术需求。EtherCAT 的另一个核心功能是分布时钟，它为通信系统引入了一个确定性的、自动同步的系统时间。这一点至关重要，因为现代控制方案几乎都是基于时间片，需要数据和信号的同步采样点。而以前的现场总线中根本不存在这种分布时钟的完整理念。倍福全球总裁兼所有者 Hans Beckhoff现场总线内存管理单元（FMMU）是 EtherCAT 的基本功能之一，它可以将数据从分布式内存中提取并以“on the fly”的方式写入。—— Hans Beckhoff市场是否认可 EtherCAT 的这些基本优势？Hans：确实如此！所有这些优势加在一起，形成了一种本质上合乎逻辑、易被快速理解并深受全球工程师喜爱的技术。这种相当感性的一面当然也是 EtherCAT 能够在全球范围内确立市场地位的原因之一。Johannes：对于这一点我非常同意，虽然我自己并没有亲身经历 EtherCAT 技术的早期研发。EtherCAT 本质上是一个高性能，同时又简单合理的协议。在没有了解其它通信系统时，我就在问自己：EtherCAT 显然是最佳解决方案，我们还能如何使用工业以太网？Martin：是的，当时我们还创造了“EtherCAT 是工程师的最佳选择”这样一句话！这句话很好地概括了这一点：相比之下，EtherCAT 以前是，现在也是一项更令人信服的技术，因此很容易从技术角度证明其使用的合理性。Johannes Beckhoff 是 Hans 的儿子，于 2019 年加入 Beckhoff Automation。他在大学主攻的也是物理专业（硕士），目前从事基础研发工作，已经在帮助塑造基于 PC 的控制技术的未来。2003 年汉诺威工业博览会上 EtherCAT 的亮相对当时倍福的来说有什么重要意义？市场反响如何？Hans：这对于研发团队来说绝对是一件具有特殊意义的事件，我们的核心团队由六名专家组成，每个人都为此感到自豪。我们在展台上设置了一面 4 米长的巨型展板，以便让 EtherCAT 技术原理的展示效果最大化，我们甚至使用示波器展示其实时性能。从展出开始一直到结束，一切都非常顺利且圆满结束，而客户也如我们所期望的那样热情高涨。很显然，来自其他现场总线组织和控制组件供应商的到访者也被 EtherCAT 深深震撼到了，至少这是我从当时那些震惊的沉默和苍白的脸中感受到的！Martin：没错，我还记得我们的一个竞争对手连招呼都没打就张大着嘴，面无血色地离开了我们的展台。这就是我们要达到的效果。每一个了解了 EtherCAT 技术的人都立刻表现出极大的热情，并都认可 EtherCAT 是使用工业以太网的最佳方式。2023 年汉诺威工业博览会现场的 EtherCAT 展板区EtherCAT 获得成功的一个主要因素是在 2003年纽伦堡国际工业自动化展会上发布了开放 EtherCAT 协议并宣布成立 EtherCAT 技术协会（ETG）。倍福为什么会选择这个时机向市场公布呢？Hans：毫无疑问，ETG 的成立与技术的先进性一样，为我们的成功做出了重要贡献。ETG 由 Martin 一手创建，现在是一个独立组织，将 EtherCAT 技术推向全球。如果没有 ETG，EtherCAT 可能仍然只是一项令人兴奋的技术，会拥有一些追随者，但永远不会像现在这样成为全球公认标准，赢得广泛赞誉。Martin：倍福一直主张技术开放，并支持所有相关的开放式现场总线技术。当时，市面上约有 20 种不同的通信技术和行业专用变体，倍福在所有这些技术方面都有相应的技术专家。ETG 吸取了这些技术经验和各个用户组织的优缺点。再次，在开放性方面，ETG 成员非常欣赏 EtherCAT 技术发展的管理方式：倍福是技术创新的推动者，但在开发技术的新特性时，始终会考虑到所有合作伙伴的需求。开放式现场总线组织的原则在这里得到了很好的验证。ETG 目前已成为全球最大的工业现场总线用户组织，拥有来自 72 个国家的 7000 多家会员单位，遍布世界各地，其中亚洲会员占 40% 以上。“仅 14%“的会员来自美洲地区，便已成为美洲最大的现场总线组织。EtherCAT 的可用性也非常重要，因此设备制造商和最终用户从一开始就参与其中。—— Martin RostanEtherCAT 虽然推出至今已经有 20 年历史，但它绝不是落后过时的。为什么即使在今天，它仍然是全球第一大工业通信系统？Hans：在过去的 20 年里，这项技术已经充分证明了其完美的设计，基本协议始终保持不变，无需进行任何修改。这是我们成功的关键。此外，我们已经将 EtherCAT 技术原理应用于其它应用层次，如用于控制器间通信的 EtherCAT Automation Protocol（EAP）。我们甚至推出了传输速率高达 1 Gbit/s 和 10 Gbit/s 的 EtherCAT G/G10，这意味着 EtherCAT 协议也支持更高的传输速率。Martin Rostan，ETG 执行董事兼倍福技术市场高级副总裁EtherCAT 的独特卖点之一是，该技术本身多年来一直保持未变。芯片中包含的基本协议始终保持不变，并以完全向后兼容的方式进行了扩展，包括 Safety over EtherCAT。—— Martin RostanMartin：EtherCAT G 网络中甚至可以集成和运行百兆 EtherCAT 设备。这意味着现在的 EtherCAT 设备可以直接运行在一个 20 年历史的系统中。这也意味着控制架构中的 EtherCAT 技术不会出现瓶颈，这一事实本身就足以让很多用户选择这一现场总线。绝大多数应用仍然可以使用百兆速率；而 EtherCAT G 具有足够的潜力，可以轻松满足未来 20 年的所有高端需求，不会出现技术断层。ETG 技术委员会已接受 EtherCAT G 作为 EtherCAT 标准的补充Johannes：我必须同意 Martin 的观点：百兆速率足以满足大多数设备的要求，甚至是小于 1 ms 的周期时间。EtherCAT G 支持 XPlanar 或视觉等高数据密集型应用，可在小于 1 毫秒的周期时间内传输数千字节的数据。如果没有 EtherCAT G，XPlanar 系统的规模就会受限于20 个平面模块，因此我们无法开发真正的大型 XPlanar 系统。千兆速率已经可以实现系统配备 100 多个平面模块。这也适用于在百兆速率下运行极佳的 XTS 磁驱柔性输送系统，但如果没有高效的 EtherCAT 协议，它根本不可能实现。这是因为系统必须在 250 μs 的极短周期内传输数千字节的数据。其它通信系统无法做到这一点，因此需要配备一个复杂的分布式控制架构才能实现类似的系统。Hans：而恰恰是我们的中央控制方案让我们能够在同一个 CPU 上计算出整个过程的数学物理模型。它的工作方式本质上与人相似，人的大脑通过中枢神经系统接收来自身体各个部位的所有数据。大脑内部的子程序是模块化结构，并可高效地控制身体各个部位的动作。我们的自动化技术也基于同样的原理，因此 EtherCAT 对应于机器的中枢神经系统，可以让尽可能多的外设数据快速输送到中央控制系统中。倍福作为自动化供应商之所以能够取得成功，很大程度上是由于我们追求的正是这种方法：PC 技术、EtherCAT 和集中控制理念的“技术三部曲”。无论是现在还是从中期来看，EtherCAT 发展的重点是什么？Hans：作为基于以太网的系统，EtherCAT 以及 EtherCAT 产品将继续紧跟市场硬件层的发展。即使在今天，倍福已经为 RJ45、M8 以及塑料和光纤电缆设计多款耦合器，未来还将根据市场中出现的其它物理传输类型进行扩展。另一个重要的发展步骤是推出针对单电缆解决方案的混合型连接器产品。这也是推动我们开发了将 EtherCAT 通信与供电整合在一根标准的四芯以太网电缆中的 EtherCAT P 的原因。在这个背景下，另一个特别令人兴奋的开发成果是尺寸分别为 B12、B17、B23 和 B40 的 EtherCAT P 混合型连接器系列，这些连接器将被列入 IEC 标准，用作未来分布式自动化的标准圆形连接器。我们最初将 EtherCAT 作为一种通信协议，并使用完整的以太网硬件物理特性。我们还开发了自动化所需的机电功能，让系统更具实用性。在这种情况下，EtherCAT P 以及 EtherCAT P 连接器系列都代表了巨大的技术进步。—— Hans BeckhoffMartin：信息安全在自动化领域变得越来越重要。EtherCAT 在安全方面具有很多优势，因为其系统结构以及特性已经为应对这些挑战提供了一切内在条件。更值得一提的是，EtherCAT 不需要新的协议版本、硬件修改或特殊措施即可进行所有安全相关的通信。发布于 2023-07-01 23:53・IP 属地上海总线赞同添加评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录自动化与智能化关注自动化、智能化、人工智能和互联
工业控制通讯，485，232，MODBUDS,CANLINK,ETHERCAT 等原理以及应用_哔哩哔哩_bilibili
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2021-11-30 20:23:35
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RS232、RS485、CAN、CAN Open、Modbus、UART、Ethernet、EtherCat、TCP/IP之间是什么关系_ethercat和tcp/ip的关系-CSDN博客
>RS232、RS485、CAN、CAN Open、Modbus、UART、Ethernet、EtherCat、TCP/IP之间是什么关系_ethercat和tcp/ip的关系-CSDN博客
RS232、RS485、CAN、CAN Open、Modbus、UART、Ethernet、EtherCat、TCP/IP之间是什么关系
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最近做导师给的一个项目涉及到通信方式，看了一下RS485、CAN等内容，越看反而越迷糊，因为搞不清题目中这些名词到底是什么关系、分别处于网络模型中的哪一层。并且查看网上的分析及技术博客也很少找到一篇能够完整并且正确总结的帖子，在花费大量时间之后差不多搞懂了这些，因此决定自己开贴记录一下，也希望对后来人有所帮助。
首先题目里这些有些是并列关系，有些不是，从头开始讲吧：
RS232、RS485：
这两个属于七层网络模型中的物理层，物理层定义了电平模式及两端的物理接口要求等。具体电平模式可自行查阅，本文重点对各个概念进行分辨。
CAN、Ethernet：
这两个不是单纯的属于某一层，而是对其中的物理层、链路层进行了定义。比如在链路中分别叫CAN帧、以太网帧。具体在物理层和链路层中定义自行查阅。
CAN Open、EtherCat：
这两个是属于应用层的协议，只不过指定了自己要用的物理层及链路层，分别使用CAN及Ethernet定义的物理层及链路层。
Modbus：
Modbus也是应用层协议，只不过它不对下层进行指定，既可以使用RS232、RS484作为物理层，也可以用Ethernet定义的物理层、链路层。其中使用RS232、RS485时需要用URAT作为链路层对物理层进行指挥。使用Ethernet时则配合TCP、IP分别作为传输层和网络层，当然了，其实TCP/IP本身就是选用Ethernet作为链路层及物理层的。
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RS232、RS485、CAN、CAN Open、Modbus、UART、Ethernet、EtherCat、TCP/IP之间是什么关系
最近做导师给的一个项目涉及到通信方式，看了一下RS485、CAN等内容，越看反而越迷糊，因为搞不清题目中这些名词到底是什么关系、分别处于网络模型中的哪一层。并且查看网上的分析及技术博客也很少找到一篇能够完整并且正确总结的帖子，在花费大量时间之后差不多搞懂了这些，因此决定自己开贴记录一下，也希望对后来人有所帮助。首先题目里这些有些是并列关系，有些不是，从头开始讲吧：RS232、RS485：...
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UART、SPI、I2C、CAN、RS485、RS232、RS422通信协议总结
m0_70435858的博客
08-02
8716
目录一、并行和串行 二、异步和同步 三、全双工和半双工 四、UART协议 1.UART简介 2.UART接口 3.UART帧格式 五、I2C协议 1.I2C物理层特点 2.字节格式 3. 7-bit寻址数据传输 4.SCL同步和SDA仲裁 六、SPI协议 1.SPI简介 2. SPI数据通信的流程 3. SPI时钟特点 4.SPI四种MODE 5.SPI优缺点 七、 CAN协议 1.CAN简介 2. CAN的闭环通信网络 3. CAN的开环通信网络 4. CAN总线 5. CAN 的位同步 6. CAN的帧
FPGA纯逻辑端的串口自编译代码IP：yueyin-uart-ip
06-19
FPGA纯逻辑端的串口自编译代码IP：yueyin_uart_ip
yueyin_uart_ip是月隐编写的串口IP，实现串口的底层收发时序，可灵活设置奇偶校验位，数据位的位宽等参数，收发指示信号明显好用。
串口的协议为：1bit起始位，data W(8) bit 数据位，1bit停止位。
具体的串口协议时序这里不做详细介绍，若需了解请自行查找资料。
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UART（RS232、RS485）、IIC、SPI、USB、CAN、DMA、Modbus通讯协议
学海无涯的专栏
01-25
6459
1、STM32中的通信协议_走出地球的博客-CSDN博客_stm32通信协议
UART（RS232、RS485）、IIC、SPI、USB、CAN、DMA是最常用的几种种通信总线协议，广泛应用于项目开发之中。
并行总线：各个传输线之间相互干扰
串行总线：更加常用
单工：单向传输
双工：通讯为双向，分为半双工和全双工。
半双工：通道仅允许单项接受或者发射。
全双工：双向两条通讯互不影响。
一、串口协议
串行接口是一种可以将接...
总线协议：基于RS-485的Modbus协议（2）：数据链路层（UART）实现
最新发布
kevin1499的博客
01-28
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详细介绍了Modbus数据链路层：UART实现。
1.ethercat基本概念
weilan0818的博客
05-24
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EtherCAT(以太网控制自动化技术)是一个开放框架，以以太网为基础的现场总线系统。是实时以太网的一种。实时以太网是常规以太网技术的延伸，以便满足工业控制领域的实时性数据通信要求。实时以太网有powerlink，profinet，sercosⅢ，ethercat等等。基于TCP/IP的实现:Modbus/TCP, Ethernet/IP基于以太网的实现:powerlink, profinet RT修改以太网的实现:EtherCAT, Sercos3, profinet IRT。
串口、COM口、UART口 ；TTL、 RS-232、 RS-485
m0_73482095的博客
12-06
1178
区别首先 串口、COM口、UART口一般指的是。而TTL、RS-232、RS-485则是逻辑电平0和1的不同表示标准它们区别如下：1）和RS232相比，由于RS485采用了差分传输的方式，因此抗干扰能力强很多。TTL抗干扰能力最差。2）像STM32这类单片机的USART口，出来的电平都是TTL电平，想要和电脑通讯需要电平转换芯片。串口，即串行通信接口，与之相对应的另一种接口叫并口，并行接口。
EtherCAT转TCP/IP网关ethercat最大通讯距离
hkyc1988的博客
07-08
1865
天啊！你们听说了吗？数据互联互通问题终于迎来了突破性进展！作为生产管理系统的关键部分，数据互联互通一直是个大问题。然而，ETHERCAT和TCP/IP是两个不同的协议，它们之间的通讯一直是个大 问题。但是，现在有一款神奇的产品出现了，它叫做远创智控YC-ECT-TCPIP，它可以让EtherCAT网络和 TCP/IP 网络互联互通！
2021年6月2日【Jiawei_Z】PROFINET 你懂多少！ // MODBUS CANOPEN CCLINK ETHERCAT ...
Jiawei_Z的博客
06-02
1577
Profinet 技术专题–实现方法
SIEMENS的专用ARM芯片–ERTEC 200P/400 可以用于远程IO的制作
PROFINET 通讯芯片 开发板 西门子 SIENENS ERTEC200P-2 运动控制 芯片价格在150元/片
Profinet转串口UART
STM32和TPS-1组成通讯转换模块，使用该模块能够快速地通过UART接口实现PROFINET网络通信功能（PROFINET Device 功能），用户不需要了解复杂的PROFINET网络协议，就能方便地将用户设备接入PROFINET
为什么要有EtherCAT
gongdiwudu的专栏
07-12
4081
在这篇文章，你了解到，EtherCAT的起源、和发展，以及今日现状。EtherCAT是一种工业以太网的通信协议，性能远远优于传统的现场总线，如CAN、Profibus等。
CAN-BUS与CANopen的区别_转自广成科技
06-26
3688
http://www.gcgd.net/pro_30.html
CAN-BUS最早作为汽车总线渐入大家的眼球，随着CANopen协议的制定与推广，将CAN总线的应用范围逐渐扩大，它不再局限于物理层的应用，而是延伸到应用层的定义与开发。今天我们就来说说CAN-BUS与CANopen的区别。
先来介绍下CAN-BUS。
CAN-BUS即人们口中常提起的CAN总线...
OSI七层协议
HYJ940228的博客
10-25
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七层协议详解
物理层： 是参考模型的最低层。该层是网络通信的数据传输介质，由连接不同结点的电缆与设备共同构成。主要跟功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，负责处理数据传输并监控数据出错率，以便数据流的透明传输。
数据链路层： 四参考模型的第二层。主要功能是：在物理层提供的服务基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输以“帧”为单位的数据包，并采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路...
详解物联网Modbus通讯协议
华为云官方博客
10-14
2295
摘要：Modbus是当前非常流行的一种通讯协议。
uart.rar_can uart_can转uart_dsPIC33FJ256GP710_uart can
09-23
在dspic33fj256gp710中实现CAN转UART
UART_INT.zip_LPC1114_LPC1114 RS232 RS485_tinym0 ucgui
09-21
其它TinyM0开发板上的,RS232中断方式的数据收发程序例子，CPU为LPC1114.
3合1调试利器, 集成隔离型USB转RS485/RS232/TTL(UART)
12-18
3合1调试利器, 集成隔离型USB转RS485/RS232/TTL(UART).
采用ADI公司iCoupler® 技术的双通道数字隔离器
全速USB设备接口，兼容USB V2.0。
RS485总线最多可连接 128 个节点
电磁辐射 EME 极低
电磁抗干扰 EMS 极高
集成电源隔离、信号隔离和总线ESD 保护功能
RS232 RS485 Uart串口 USB接口硬件层知识资料大全(55个).zip
12-31
RS232 RS485 Uart串口 USB接口硬件层知识资料大全(55个).: RS-232、RS-422与RS-485标准及应用.doc RS-485总线通信系统的可靠性措施.pdf RS232,485,422_通讯原理.doc RS232,RS422,RS485的区别.pdf RS232C、RS422RS485...
STM32_CAN_485_W5100_TCP/IP
06-07
该程序基于STM32F103ZET6平台，集成DMA,IIC,SPI,UART,CAN,485驱动通过W5100实现基于TCPIP的远程组网，CAN/485控制，并通过LCD（驱动芯片ST7920）实时显示（本例程不包含GUI）
UART/SPI转CAN协议转换模块——TD5（3）USPCAN
01-20
随着新能源汽车的迅速发展，电气化程度的提高和...同时产品兼容UART/SPI接口，可以直接嵌入到UART/SPI设备中，在设备上拓展更多的CAN通信接口，实现设备和CAN总线网络之间数据通信。 二、产品应用 可广泛应用于
UART、RS232、RS422和RS485解读
01-19
串口通讯是硬件工程师经常接触的一个概念，你是否也分不清RS232、RS422、RS485、UART它们之间的关系，每次见到其中的一个，就像见到熟悉的陌生人，虽说认识，却不知道它有什么特点，殊途同归的感觉。 先来一段...
uart、rs232/rs485/rs422应用
06-28
### 回答1：
UART是通用异步收发器的缩写，它是一种常用的串口通信接口，用于连接计算机和外部设备之间的数据传输。
RS232是一种常用的串行数据传输标准，主要用于连接计算机和外部设备之间的数据传输。
RS485和RS422是两种工业标准的串行数据传输接口，它们都支持多点通信，并且在长距离、高速传输和抗干扰性方面有着很好的性能。
### 回答2：
UART，全称为Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，是一种串行通信接口协议。UART接口具有简单、易于实现、低成本等优点，常被用来连接单片机、传感器、触摸屏等设备。
RS232、RS485、RS422是串行通信接口的标准，分别适用于不同的应用场合。其中，RS232是最常见的串行通信标准，通常用于连接计算机与外设（如路由器、调制解调器等）之间进行通信。RS485和RS422则适用于长距离、高速率和高噪音环境下的数据传输，常应用于工业控制、自动化仪表、安防设备等领域。
在实际应用中，UART接口通常和RS232、RS485、RS422串行通信协议结合使用。例如在工业控制领域，常见的串口通信方式就是使用RS485或RS422连接控制器和其他设备，使用UART接口与微处理器进行数据通信。
此外，UART、RS232、RS485、RS422等串行通信协议在通信速率、数据位、校验位、停止位等参数上也有不同的设置。因此，在进行串口通信时，需要确保通信双方的参数设置一致，以保证通信的准确性和稳定性。
### 回答3：
UART、RS232、RS485和RS422都是串行通信协议，用来实现数据传输。其中UART是通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver-Transmitter）的缩写，常用于微控制器与其他设备之间的通信。而RS232、RS485和RS422则是标准串行接口协议，常用于远距离通信和工业自动化领域。
RS232是一种单向通信方式，使用异步串行通信方式进行数据传输，最多可以传输50英尺（15米）的距离。它采用单个发送端和接收端连接，速率通常为9600、19200、38400和115200 bps等。在许多应用中，RS232被广泛用于连接计算机、调制解调器、打印机，以及其他一些串行通信设备。
RS485是一种多点通信方式，允许多个设备在同一总线上进行通信。它是半双工的，可以双向发送和接收数据。与RS232相比，RS485可以传输更远的距离，最多可达4000英尺（1200米）。它的传输速率可以从300 bps到10 Mbps，常用于工业控制、自动化、监控等领域。
RS422也是一种多点通信方式，与RS485相似，可以在同一总线上连接多个设备。它是全双工通信，即可以同时发送和接收数据。与RS485相比，RS422可以实现高速数据传输，但距离更短，最多可达1200米。RS422通常用于数字音频和视频设备、电力传输、船舶和机场等场合。
总之，UART、RS232、RS485和RS422都是串行通信协议，它们各自有着不同的应用场景和特性。选择合适的通信协议取决于需求及实际应用情况。
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