Контроллеры с поддержкой EtherCAT

Что такое протокол EtherCAT

EtherCAT - промышленный протокол обмена данными, построенный на базе Ethernet. Название расшифровывается как Ethernet for Control Automation Technology. EtherCAT и Modbus TCP используют технологию Ethernet, но предназначены для разных задач. EtherCAT применяется для быстрого циклического управления оборудованием, а Modbus TCP - преимущественно для обмена параметрами, командами и диагностическими данными. В сети EtherCAT формируемый кадр данных последовательно проходит через подключённые устройства. Каждый ведомый узел во время прохождения кадра считывает предназначенные ему команды и добавляет собственные данные. Такая обработка «на лету» сокращает задержки и позволяет быстро обновлять состояния большого количества входов, выходов и приводов. В Modbus TCP контроллер обращается к устройствам по IP-адресам, а MAC-адреса используются сетью Ethernet для доставки кадров. В EtherCAT ведомые устройства определяются преимущественно по их положению в сети и настроенной адресации, поэтому отдельный IP-адрес для циклического обмена каждому устройству не требуется. Контроллер CREVIS в сети Modbus TCP работает как Master: опрашивает подключённые устройства, считывает их данные и передаёт команды. Полученные значения обрабатываются локальной программой и сопоставляются с процессными данными EtherCAT. В вышестоящей сети контроллер работает как EtherCAT Slave и передаёт подготовленные данные главному EtherCAT Master. Протоколы не взаимодействуют друг с другом напрямую. Передачу данных между ними обеспечивает локальная программа: она определяет, какие параметры необходимо принять по Modbus TCP, как их обработать и какие значения передать в сеть EtherCAT. Главное преимущество EtherCAT - высокая скорость, предсказуемое время обмена и точная синхронизация. Протокол подходит для быстрого и циклического управления, движением, сервоприводами и быстродействующими производственными машинами. Modbus TCP более универсальный протокол для техпроцессов, он проще в настройке и поддерживается значительно большим количеством оборудования. Его обычно выбирают, когда требуется передавать показания, состояния, уставки и команды, но нет необходимости в микросекундной синхронизации.

Как работает система с контроллером EtherCAT Slave

Главный EtherCAT Master соединяется с контроллером CREVIS через первый EtherCAT-порт. Второй порт позволяет продолжить линию и подключить следующий ведомый узел. Работа системы происходит следующим образом: EtherCAT Master отправляет контроллеру команды и выходные значения. GN‑9481, GN‑9482 или GN‑9483 принимает данные и выполняет локальную программу CODESYS. Контроллер считывает подключённые модули ввода-вывода серии G. Состояния входов, измеренные значения и результаты обработки передаются обратно в EtherCAT Master. Модули серии G обмениваются данными с контроллером по внутренней шине G‑Bus. Отдельный Ethernet-порт используется для Modbus TCP/UDP, настройки и сетевых сервисов, а интерфейс RS‑232/RS‑485 — для Modbus RTU.

Роль в сети	EtherCAT Master	EtherCAT Slave
Запуск обмена	Формирует и отправляет кадры	Отвечает в цикле Master
Управление сетью	Настраивает и координирует узлы	Работает по конфигурации Master
Передаваемые данные	Команды, уставки, выходные значения	Состояния входов, измерения, диагностика
Роль GN‑9481, GN‑9482 и GN‑9483	Не поддерживается	Поддерживается

Сравнение контроллеров EtherCAT Slave CREVIS

Характеристика	GN‑9481	GN‑9482	GN‑9483
Среда программирования	CODESYS 3.5	CODESYS 3.5	CODESYS 3.5
Память программ	512 Кбайт	16 Мбайт	16 Мбайт
Память данных	96 Кбайт	16 Мбайт	16 Мбайт
EtherCAT	Slave	Slave	Slave
Modbus TCP/UDP и RTU	Поддерживаются	Поддерживаются	Поддерживаются
OPC DA и OPC UA	Нет	Да	Да
WebVisu	Нет	Нет	Да
Подключение модулей серии G	До 63	До 63	До 63
Рекомендуемое применение	Простая локальная логика	Расширенные программы и интеграция через OPC	Системы с OPC и web-визуализацией

GN‑9481 является базовой моделью семейства. Он подходит для локальных узлов с относительно простой программой управления, где не требуются OPC UA, большой объём памяти и web-визуализация.

GN‑9482 имеет увеличенный объём памяти и поддерживает OPC DA и OPC UA. Его можно использовать в более сложных системах, где требуется обмен данными со SCADA, промышленными компьютерами и другим программным обеспечением.

GN‑9483 обладает возможностями GN‑9482 и дополнительно поддерживает WebVisu. Это позволяет создавать web-интерфейсы для просмотра параметров, диагностики и управления оборудованием через браузер.