EtherCAT, kurz für Ethernet for Control Automation Technology, ist ein innovatives Feldbussystem, das speziell für die Bedürfnisse der Automatisierungstechnik entwickelt wurde. Es basiert auf der weit verbreiteten Ethernet-Technologie und zielt auf die Anforderungen moderner Automatisierungsanwendungen ab, insbesondere wenn es um schnelle Datenaktualisierung geht.

Das Prinzip von EtherCAT: Effizienz durch Verarbeitung während der Übertragung

Im Gegensatz zu herkömmlichen Automatisierungsnetzwerken, die häufig eine ineffiziente Bandbreitennutzung aufweisen, nutzt EtherCAT das Prinzip des „Processing on the fly“. Das bedeutet, dass die Daten direkt verarbeitet werden, während sie durch das Netzwerk laufen. Jedes Gerät im Netzwerk liest und interpretiert die an es gerichteten Daten, während das Datenpaket weitergeleitet wird. Dies ermöglicht eine extrem schnelle Datenübertragung, da die Verzögerungen an den Netzwerkknoten minimal sind und oft ein ganzes Netzwerk mit nur einem Frame adressiert werden kann.

Für schnelle Prozessdaten optimiertes Protokoll

EtherCAT integriert sein Protokoll direkt in den Standard-Ethernet-Frame nach IEEE 802.3, wobei der Ethertype 0x88a4 verwendet wird. Dies ermöglicht die Übertragung von Prozessdaten über mehrere Subtelegramme, die jeweils bestimmte Speicherbereiche adressieren. Die Reihenfolge der Datenverarbeitung ist unabhängig von der physikalischen Anordnung der Knoten, was eine flexible und effiziente Netzwerkkonfiguration ermöglicht.

Schnelle Zykluszeiten und hohe Performance

Durch die unabhängige Datenverarbeitung der Slave-Geräte können mit EtherCAT sehr kurze Zykluszeiten erreicht werden. Die Netzwerk-Aktualisierungsrate kann zwischen 1 kHz und 30 kHz variieren, wobei das System auch bei langsameren Zykluszeiten leistungsfähig ist.

Flexible Netzwerkstrukturen und erweiterte Synchronisierung

EtherCAT unterstützt verschiedene Netzwerkstrukturen wie Bus- oder Linienkonfigurationen und kann auch in Ringtopologien implementiert werden, um Kabel zu sparen. Der Einsatz von 100BASE-TX ermöglicht die Übertragung über Distanzen von bis zu 100 Metern zwischen den Knoten. Ein herausragendes Merkmal von EtherCAT ist die Verwendung eines verteilten Uhrenmechanismus zur Synchronisation, der einen Jitter von weniger als 1 Mikrosekunde garantiert.

Sicherheit und Integration

EtherCAT bietet auch Lösungen für die funktionale Sicherheit mit dem Protokoll Safety over EtherCAT, das die Kommunikationssicherheit ohne Beeinträchtigung der Netzwerkleistung gewährleistet. Darüber hinaus ermöglichen Gateways die Integration von Feldbuskomponenten und anderen Ethernet-basierten Protokollen, wodurch das Netzwerk für bestehende Internet-Anwendungen transparent bleibt.

Die EtherCAT Technology Group als treibende Kraft

Die EtherCAT Technology Group (ETG) spielt eine zentrale Rolle bei der Förderung und Weiterentwicklung der EtherCAT-Technologie. Seit ihrer Gründung im Jahr 2003 hat die ETG eine bedeutende internationale Präsenz aufgebaut und bietet Anwendern und Entwicklern ein Forum zum Wissens- und Erfahrungsaustausch.

Zusammengefasst bietet EtherCAT eine leistungsfähige, flexible und sichere Lösung für die anspruchsvollen Anforderungen moderner Automatisierungsnetzwerke, unterstützt durch eine aktive und engagierte Gemeinschaft von Fachleuten weltweit.