Definition und Marktposition:
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) ist ein von Beckhoff Automation entwickelter und von der EtherCAT Technology Group (ETG) als offener Standard geführter Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Feldbus. Er ist heute eines der führenden Industrial Ethernet-Systeme weltweit und bekannt für seine extrem hohe Geschwindigkeit, Präzision und deterministische Echtzeitfähigkeit.
Das Alleinstellungsmerkmal von EtherCAT ist das sogenannte „Processing on the Fly„-Prinzip: Die EtherCAT-Telegramme passieren die Slave-Geräte im Netzwerk, ohne dass diese das gesamte Telegramm speichern und neu senden müssen. Die Slaves lesen ihre für sie bestimmten Daten „im Vorbeifahren“ aus dem Telegramm und fügen ihre Ausgangsdaten ebenfalls im Vorbeifahren ein. Dies minimiert die Latenzzeit erheblich und macht EtherCAT zu einem der schnellsten Feldbusse.
Merkmale und Vorteile:
- Extrem niedrige Latenz und hohe Geschwindigkeit: Ermöglicht Zykluszeiten im Mikro-Sekunden-Bereich (bis zu 31,25 µs) und ist ideal für hochdynamische Motion Control-Anwendungen.
- Distributed Clocks (DC): Bietet eine hochpräzise Zeitsynchronisation im Nanosekunden-Bereich über das gesamte Netzwerk, was für koordinierte Bewegungen und genaue Zeitstempel entscheidend ist.
- Topologie-Flexibilität: Unterstützt nahezu alle Topologien (Linie, Baum, Stern, Ring) ohne teure Switches, nur mit Standard-Ethernet-Kabeln.
- Umfassende Diagnose: Detaillierte Diagnoseinformationen auf Frame- und Gerätsebene.
- Offener Standard: Wird von vielen Herstellern unterstützt, was die Interoperabilität fördert.
- Einfache Konfiguration: Das System ist einfach zu konfigurieren und zu parametrieren.
- Skalierbarkeit: Kann Hunderte von Slaves in einem einzigen Segment verwalten.
Anwendungsbereiche:
EtherCAT ist die bevorzugte Wahl für anspruchsvolle und zeitkritische Anwendungen in der Automatisierung:
- Motion Control: Für die präzise Steuerung von Servomotoren und Achsen in Werkzeugmaschinen, Robotern, Verpackungs- und Druckmaschinen.
- Robotik: Für die hochdynamische Steuerung von Roboterarmen und Gelenken.
- Bildverarbeitung: Für die synchrone Datenerfassung von Kameras.
- Messtechnik: Für die hochgenaue und synchrone Erfassung von Messdaten.
- Halbleiterfertigung: Wo höchste Präzision und Geschwindigkeit erforderlich sind.
- Modulare Maschinenkonzepte: Für die flexible Anbindung von I/O-Modulen und Antrieben.
EtherCAT hat die industrielle Automatisierung maßgeblich mitgeprägt und ist ein zentraler Baustein für die Realisierung von Industrie 4.0-Konzepten.
→ Siehe auch: Distributed Clocks, Beckhoff Automation, Industrial Ethernet, Echtzeitfähigkeit, Latenz, Motion Control
