Technology

ANCA Motion uses the latest EtherCAT® technology.

EtheCAT®

Ether Cat Cable Left

EtherCAT® ist die schnellste Industrie-Netzwerk-Technologie und steht für hohe Leistung, niedrige Kosten, einfache Bedienung und eine flexible Topologie. Sie wurde im Jahr 2003 eingeführt und wurde 2007 internationaler Standard und ein SEMI-Standard. Die EtherCAT® Technology Group fördert EtherCAT® und ist für seine weitere Entwicklung verantwortlich. EtherCAT® ist auch eine offene Technologie: Jeder darf es implementieren oder verwenden.

1. AUSSERGEWÖHNLICHE PERFORMANCE

EtherCAT® ist bei weitem die schnellste Industrie-Netzwerk-Technologie, aber es synchronisiert auch mit einer Genauigkeit im nanosekundenbereich. Dies ist ein großer Vorteil für alle Anwendungen, bei denen das Zielsystem über das Bussystem gesteuert oder gemessen wird. Die schnellen Reaktionszeiten verkürzen die Wartezeiten während der Übergänge zwischen Prozessschritten, was die Anwendungseffizienz deutlich verbessert. Und schließlich reduziert die EtherCAT®-Systemarchitektur üblicherweise auch die Belastung der CPU um 25 bis 30% im Vergleich zu anderen Bussystemen (bei gleicher Zykluszeit). Wenn sie optimal eingesetzt wird, führt die Leistung von EtherCAT® zu einer verbesserten Genauigkeit, einem höheren Durchsatz und damit zu niedrigeren Kosten.

2. FLEXIBLE TOPOLOGIE

In EtherCAT®-Anwendungen bestimmt die Maschinenstruktur die Netzwerktopologie, nicht umgekehrt. In herkömmlichen industriellen Netzwerksystemen gibt es Einschränkungen, wie viele Switches und Hubs kaskadiert werden können, was somit die gesamte Netzwerktopologie begrenzt. Da EtherCAT® keine Hubs oder Switches benötigt, gibt es keine solchen Einschränkungen. Kurz gesagt: was Netzwerk-Topologie angeht, ist EtherCAT® praktisch grenzenlos. Linien-, Baum- und Stern-Topologien sowie jede beliebige Kombinationen davon sind möglich mit einer nahezu unbegrenzten Anzahl von Knotenpunkten. Dank der automatischen Link-Erkennung können die Knoten und Netzwerksegmente im laufenden Betrieb getrennt und dann wieder angeschlossen werden - auch woanders, wenn das Master-Gerät diese Funktion unterstützt. Linientopologie ist im Interesse der Kabelredundanz zu einer Ringtopologie erweitert. Das Master-Gerät muss für diese Redundanz über einen zweiten Netzwerkanschluss verfügen, die Slave-Geräte unterstützen bereits die Kabelredundanz. Dies ermöglicht einen Geräteaustausch während des Maschinenbetriebs.

3. ES IST EINFACH UND ROBUST

Konfiguration, Diagnose und Wartung sind alles Faktoren, die zu den Systemkosten beitragen. Der Ethernet-Feldbus macht alle diese Aufgaben wesentlich einfacher: für EtherCAT® kann eine automatisch Adresszuweisung eingestellt werden, womit eine manuelle Konfiguration entfällt. Eine niedrige Buslast und Peer-to-Peer-Physik verbessern die elektromagnetische Störfestigkeit. Das Netzwerk erkennt zuverlässig potenzielle Störungen bis auf ihre genaue Position, was die zur Fehlerbehebung benötigte Zeit drastisch reduziert. Während des Startvorgangs vergleicht das Netzwerk die geplanten und tatsächlichen Layouts, um etwaige Abweichungen zu erkennen. EtherCAT® Performance unterstützt auch die Systemkonfiguration, da Netzwerk-Tuning überflüssig wird. Dank der großen Bandbreite gibt es zusätzliche Kapazität für zusätzliche TCP/IP bei der Übertragung der Steuerdaten. Da jedoch EtherCAT® nicht auf TCP/IP basiert, besteht keine Notwendigkeit, MAC-Adressen oder IP-Adressen zu verwalten oder IT-Experten einzustellen, die Switches und Router konfigurieren.

Ether Cat Milestones 2003 2013

4. INTEGRIERTE SICHERHEIT

Funktionale Sicherheit als integraler Bestandteil der Netzwerk-Architektur? Kein Problem mit Functional Safety over EtherCAT (FSoE). FSoE hat sich im Gebrauch durch TÜV-zertifizierte Geräte bewährt, die seit 2005 auf dem Markt sind. Das Protokoll erfüllt die Anforderungen für SIL 3-Systeme und eignet sich sowohl für zentrale als auch dezentrale Steuerungssysteme. Dank des Black-Channel-Ansatzes und der besonders schlanken Sicherheitscontainer kann FSoE auch in anderen Bussystemen verwendet werden. Dieser Integrationsansatz und das schlanke Protokoll helfen dabei, die Systemkosten zu senken. Darüber hinaus kann auch ein nicht-sicherheitskritischer Controller Sicherheitsdaten empfangen und verarbeiten .

Diagram 1 Diagram 2

Aus diesen Gründen wird EtherCAT® oft verwendet für:

  • Robotik
  • Werkzeugmaschinen
  • Verpackungsmaschinen
  • Druckpressen
  • Kunststoff-Fertigungsanlagen
  • Pressen
  • Halbleiter-Herstellungsmaschinen
  • Prüfstände
  • Pick & Place-Maschinen
  • Messsysteme
  • Materialtransportanwendungen
  • Gepäckförderanlagen
  • Bühnensteuerungssysteme
  • Automatisierte Montagesysteme
  • Zellstoff- und Papiermaschinen
  • Schweißmaschinen
  • Sägewerke
  • Fensterfertigungsanlagen
  • Gebäudeautomationssysteme
  • Eisen- und Stahlwerke
  • Anlagen zur Möbelherstellung
  • Fräsmaschinen
  • Automatisch gelenkte Fahrzeuge
  • Automatisierte Unterhaltung 
  • Medizinische Geräte
  • Holzbearbeitungsmaschinen
  • Herstellungsanlagen für Flachglas 
  • Wiegesysteme

EtherCAT® ist das offene Echtzeit-Ethernet-Netzwerk von Beckhoff (markenrechtlich geschützt). EtherCAT® setzt neue Maßstäbe für Echtzeit-Performance und Topologie-Flexibilität.

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