03_EtherCAT_ru

1.

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Принципы работы
EtherCAT
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
1

2. Представление EtherCAT

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
• EtherCAT - Ethernet реального времени вплоть до
уровня ввода-вывода
• Не содержит подсистем
• Нет задержек в шлюзах
• Ввод-вывод, датчики, привода, дисплеи:
все в единой системе!
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
2

3. Высокая эффективность EtherCAT!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Скорость передачи: 2 x 100 Mбит (Full-Duplex)
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Время обновления:
• 256 дискретных I/O за 11 µs
• 1000 дискретных I/O распределенных по 100 узлам за
30 µs = 0.03 ms
• 200 аналоговых I/O (16 bit) за 50 µs, 20 kHz
• 100 Сервоосей (Ось - 6 Байт IN+OUT) за 100 µs = 0.1 ms
• 12000 дискретных I/O за 350 µs
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
3

4. Принцип действия : Ethernet „на лету“

Минимальные издержки протокола при использовании
неявной адресации
EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
IPC
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
..
..
DVI
Ethernet HDR FH
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EH
Data
WKC CRC
• Оптимизированная структура телеграммы для
децентрализованного I/O
• Аппаратная реализация коммуникации:
максимальная производительность
• Не нужны коммутаторы. EtherCAT – сетевой узел.
• Мощные диагностические возможности
• Поддержка Ethernet-совместимости
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
4

5. Принцип действия : Ethernet „на лету“

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Switch
IPC
Industrial
Ethernet
..
..
Гибкая
коммутация
DVI
(optional!)
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
• Возможно использовать стандартные коммутаторы
• С коммутатором:
один MAC адрес для 65535 узлов
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
5

6. Производительность EtherCAT

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Пример применения:
• 40 Осей (каждая 6 Байт входных и выводных данных)
• 50 узлов I/O. Общее количество EtherCAT модулей 560
• 2000 дискр. + 200 аналог. I/O, Длина шины 500 m
• Производительность EtherCAT: Время цикла 230µs
загрузка шины 33%, Длина телеграммы 77µs
• Для сравнения:
1 CAN Frame (8 Byte Process Data) @ 500 kBit/s: 250µs
• При этом : 67% пропускной способности (>8 Mbyte/s) доступно
для асинхронной коммуникации (например TCP/IP)
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
6

7. „Медленные“ системы управления тоже выигрывают!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Время реакции обычных систем ввода-вывода
I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Tmpd
Bus Cycle
Bus Cycle
Bus Cycle
TI/O
TI/O
Bus Cycle
Bus Cycle
Bus Cycle
Bus Cycle
TI/O
TI/O
Низкая цена
TI/O
TI/O
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Вход
(Худший случай)
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
Лучший случай Время реакции
Худший случай
Время реакции
Выход
Вход
(Лучший случай)
Простота
реализации
12.01.2026
TI/O
Tmpd: Master Processing Delay
TI/O: Local I/O Update Time
(local Extension Bus + Firmware)
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
7

8. „Медленные“ системы управления тоже выигрывают!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Архитектура системы с EtherCAT
I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task
Industrial
Ethernet
Нет дополнительных Мастер устройств
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Tmpd
Bus Cycle
Bus Cycle
Bus Cycle
TI/O
TI/O
Bus Cycle
Bus Cycle
Bus Cycle
Bus Cycle
TI/O
TI/O
Низкая цена
TI/O
Проверено
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
TI/O
Нет больше шинных расширений
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
8

9. „Медленные“ системы управления тоже выигрывают!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Архитектура системы с EtherCAT
I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
9

10. „Медленные“ системы управления тоже выигрывают!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Архитектура системы с EtherCAT
I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
TDMA (NIC)
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
TEtherCAT
TDMA (время передачи данных
от/к Ethernet контроллеру через
прямой доступ к памяти Direct
Memory Access):
очень мало
Cycle
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
10

11. „Медленные“ системы управления тоже выигрывают!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Время реакции EtherCAT
I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task O I PLC Task
Гибкая
коммутация
Min
Max
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Вход
(Худший
случай)
Время реакции
Вход
(Лучший
случай)
Выход
Простота
реализации
• Время реакции значительно уменьшается при одинаковой
производительности контроллеров
• Нет издержек на циклы опроса локальных подсистем I/O и шинных
расширителей
• Благодоря очень простому протоколу не требуется специализированных
мастер систем (например доп. плат подключения)
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
Открытость
Многоцелевой
11

12. „Медленные“ системы управления тоже выигрывают!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
EtherCAT увеличивает производительность
Системы!
• Время реакции уменьшается в двое без замены
процессора.
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
12

13. EtherCAT Distributed Clocks

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Точная синхронизация (<< 1 µs!) благодаря
механизму распределенного времени.
Industrial
Ethernet
S
M
∆t
IPC
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
S
..
..
S
DVI
Низкая цена
Проверено
S
S
S
S
S
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
13

14. EtherCAT Распределенное время

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Осцилограмма мастер и ведомого устройства
300 промежуточных узлов, 120 м коммуникаций
1-ые
Ведомые
часы
Гибкая
коммутация
Одновременность
~15 ns
Легкость
настройки
Разброс:
~ +/-20ns
Низкая цена
Проверено
Открытость
314-ые
Многоцелевой
Ведомые
часы
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
14

15. EtherCAT это Industrial Ethernet!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
• Любое Ethernet устройство может быть подключено
к коммутатору
• Доступ к Webserver через стандартный броузер
Industrial
Ethernet
Webserver
Стандартный
Ethernet порт
Гибкая
коммутация
Коммутатор
Легкость
настройки
IPC
Низкая цена
Проверено
..
..
DVI
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
15

16. EtherCAT это Industrial Ethernet!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
• Виртуальный Ethernet коммутатор передает любой
Ethernet фрейм
• Как из входных, так и из выходных сегментов
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Стандартный
Ethernet порт
Коммутатор
IPC
Switch
Легкость
настройки
Низкая цена
..
..
DVI
Проверено
Открытость
Switch
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
16

17. EtherCAT : максимально гибкая коммутация

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Произвольно расширяемая древовидная
структура сети
IPC
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
..
..
DVI
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
Кабель: Стандартный «прямой»
кабель CAT5
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
17

18. EtherCAT просто настраивается

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Адресация:
• Не требуется ручной настройки адреса
• Адрес можно назначить автоматически.
• Адреса можно сохранять – нет переадресации
при добавлении нового узла
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
18

19. EtherCAT - это дешево!

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Мастер:
нет спец. платы (co-processor),
Встроенный Ethernet Port замечательно
Ведомый:
No
- низкая цена ведомого контроллера
ASIC
needed!
- FPGA или ASIC
- не требуется мощного µC
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
Инфраструктура:
- Switches/Hubs не требуются
- Стандартный Ethernet кабель
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
19

20. EtherCAT тщательно проверен

EtherCAT is:
• Серийное производство
Высочайшая
скорость
• Продано узлов больше чем
PROFINET IRT,
Powerlink Version 2 и
SERCOS III вместе взятые…
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
20

21. EtherCAT – это открытая технология

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
• Основание: Ноябрь 2003
• Задачи: Поддержка, Техническое и
Коммерческое продвижение EtherCAT
• Более 170 компаний участников из
Европы, Северной Америки и Азии:
– Производители станков и оборудования
– Конечные пользователи
– Аппаратные и программные решения
• EtherCAT открыт для каждого
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
21

22. EtherCAT Technology Group Members

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
22

23. EtherCAT Technology Group Members (9/2005)

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
23

24.

EtherCAT Technology Group и МЭК (IEC)
EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
• ETG официальный партнер МЭК (IEC)
(IEC SC65C Цифровые коммуникации)
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
EtherCAT
стандартизирован
МЭК (IEC)
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
24

25. Продукция EtherCAT (Выборочно)*

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
*часть доступна, часть анонсирована
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
25

26. EtherCAT. Области применения

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Скоростные приложения, напр.:
• Упаковочные машины
• Высокоскоростные процессы
• Прессовые станки
• Деревообрабатывающие станки
• Многоосевые станка ЧПУ (CNC)
• роботы
•…
Широкая область применения:
• Обработка материалов,
• Логистика
• Сбор данных
•…
80 µs Cycle Time
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
26

27. EtherCAT. Области применения

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
Благодаря низкой стоимости мастер
устройства и просты проводки:
• Маленький встроенный контроллер
• Компактные программируемые контроллеры
• Любое приложение на основе ПК управления
– С выполнением требований управления в
режиме реального времени
EtherCAT позволяет сокращать затраты,
применяя шинные технологии для
непосредственного подключения вводавывода.
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
27

28. Архитектура EtherCAT + Профиль устройства

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
EtherCAT устройство
File System,
Bootloader
Servodrive
(IEC 61491*)
Applikation
HTTP, FTP,…
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
CANopen
(EN 50325-4)
Application
TCP UDP
IDN
Object Dictionary
IP
Service Channel
SDO
File Access
Ethernet
FoE
EoE
SoE
CoE
Mailbox
Проверено
Process Data
PDO
Mapping
AT
MDT
CoE/SoE
Process Data
Ведомый контроллер EtherCAT
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
Ethernet физический уровень
*IEC 61491 стандарт SERCOS. SERCOS interface™ зарег. торговая марка IGS e.V.
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
28

29. Переход из CANopen DeviceNet, Profibus в EtherCAT

EtherCAT is:
EtherCAT вместо PCI
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
• Единая интеграция
шинных устройств
• Обновление данных через
PCI (500 байт входных и
500 байт выходных): 400µs
• Обновление данных через
EtherCAT (1500 байт
входных и 1500 байт
выходных данных): 150µs
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
29

30. Простота реализации EtherCAT

EtherCAT is:
Пример: Мастер только с одним имиджем процесса:
Высочайшая
скорость
• Обычно для небольшого контроллера с одной задачей управления
• до 1488 байт данных процесса
• Заголовок для коммуникации данных процесса сохраняется постоянно
Гибкая
коммутация
Ethernet Header
ECAT
DA
SA
Type
Frame
HDR
(6)
(6)
(2)
(2)
Ethernet
EtherCAT Telegram
EtherCAT
HDR
Data
(10)
(0….1486)
CTR
Industrial
Ethernet
Pad.
FCS
(2)
(0…32)
(4)
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
Постоянная длина
заголовка
Данные процесса полностью
отсортированы (настроено
отображение)
Служебные байты и
Рабочий
CRC генерируются
счетчик:
пост. длина Ethernet
контроллером (MAC)
• Мастер осуществляется с минимальными усилиями
• Не требуется отдельного коммуникационного процессора (напр.
дополнительной платы подключения)
• Намного легче чем традиционные промышленные шины
• Существенно проще чем конкурирующий протокол Industrial Ethernet …
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
30

31. Итоги

EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
• EtherCAT скоростной протокол, дешев и
прост в применении
• «Плавный» переход из CANopen,
DeviceNet, Profibus в EtherCAT
• Эффективное использование стека
протокола
• Оценочный комплект аппаратуры и
программ, внедрение и т.д. недороги
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
31

32.

Выставка в Гановере …
EtherCAT is:
Высочайшая
скорость
Industrial
Ethernet
Гибкая
коммутация
Легкость
настройки
Низкая цена
Проверено
Открытость
Многоцелевой
Простота
реализации
12.01.2026
EtherCAT: Ethernet Control Automation Technology
32