在智能工廠中，如果IT與OT網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫融合，EtherCAT設(shè)備能夠直接從IT服務(wù)器室控制，無(wú)需任何專門的網(wǎng)關(guān)，這不僅簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，還提高了系統(tǒng)的效率和靈活性。盟通科技合作伙伴acontis目前推出了一個(gè)方案，它允許用戶使用標(biāo)準(zhǔn)IT網(wǎng)絡(luò)作為EtherCAT的透明傳輸媒介，并為EC-Master主站軟件提供功能包EOM。我們此前介紹過(guò)EtherCAT開(kāi)放模式，現(xiàn)在讓我們來(lái)簡(jiǎn)述如何與EC-Master產(chǎn)品相結(jié)合并落地應(yīng)用。

首先我們還是簡(jiǎn)單回顧一下，acontis Feature Pack EOM的基礎(chǔ)是EtherCAT的兩種操作模式之一：直接模式和開(kāi)放模式，每種模式根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用服務(wù)于不同的目的。

EtherCAT直接模式：將EtherCAT主站與EtherCAT網(wǎng)絡(luò)直連。這是目前大多數(shù)EtherCAT系統(tǒng)的常見(jiàn)操作模式。EtherCAT直接模式具有高效、易于配置、更小的延遲和最佳的實(shí)時(shí)性能，這使其成為需要快速響應(yīng)時(shí)間的控制應(yīng)用場(chǎng)景下的理想選擇。

EtherCAT開(kāi)放模式(EOM): EtherCAT主站與使能EOM的從站之間使用標(biāo)準(zhǔn)的IP通信方式連接，該子設(shè)備還將EtherCAT報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給與該使能EOM的設(shè)備直接連接的其他EtherCAT子設(shè)備。EtherCAT開(kāi)放模式通過(guò)允許與標(biāo)準(zhǔn)IT基礎(chǔ)設(shè)施的集成和EtherCAT主站的集中操作提供了更大的靈活性，盡管這是以增加可變延遲為代價(jià)的。

使用一臺(tái)EtherCAT主站的EOM網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫纠?/strong>

為了提供最小的抖動(dòng)和低延遲，EtherCAT主站使用其標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)端口傳輸EtherCAT EDP幀，例如通過(guò)UDP傳輸?shù)侥繕?biāo)EtherCAT段的第一個(gè)設(shè)備。接收到來(lái)自EtherCAT主站的幀后，該設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)處理，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到本地EtherCAT段。這個(gè)EtherCAT段由標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT從站組成，因此在這個(gè)段內(nèi)的操作與EtherCAT直接模式相同。

在EtherCAT主站和EOM設(shè)備之間，有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的IT網(wǎng)絡(luò)，具備多個(gè)交換設(shè)備，并且同時(shí)操作TCP/IP等協(xié)議的IT設(shè)備。這部分的抖動(dòng)和延遲高度動(dòng)態(tài)，取決于運(yùn)行期間的網(wǎng)絡(luò)流量和系統(tǒng)修改。通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)并優(yōu)化交換機(jī)的配置，可以提高該網(wǎng)絡(luò)部分的實(shí)時(shí)性，進(jìn)而直接影響EtherCAT系統(tǒng)的性能。

圖1：兩個(gè)獨(dú)立的EtherCAT段由兩個(gè)主站使用EtherCAT開(kāi)放模式操作。

EC-Master軟件架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)EtherCAT開(kāi)放模式

EC-Master軟件架構(gòu)對(duì)EtherCAT開(kāi)放模式的適應(yīng)主要體現(xiàn)在一個(gè)特殊的接口層：在EC-Master Core和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的acontis實(shí)時(shí)以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)程序之間，添加了“EtherCAT開(kāi)放模式層”。EOM層提供所有必要功能，通過(guò)UDP或RAW幀傳輸EtherCAT設(shè)備協(xié)議，使其能夠通過(guò)交換網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)侥繕?biāo)EtherCAT網(wǎng)段。這包括基本的幀設(shè)置以及管理源地址和目標(biāo)地址。

應(yīng)用程序編程接口及相關(guān)代碼示例支持初始化EOM層的附加函數(shù)調(diào)用，并提供非常多的往返時(shí)間測(cè)量函數(shù)，包括最小值、最大值和平均值。該測(cè)量功能是監(jiān)測(cè)和評(píng)估基于底層交換IP網(wǎng)絡(luò)的EtherCAT系統(tǒng)可能性能的關(guān)鍵，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，可以確定是否需要對(duì)交換IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行額外優(yōu)化以達(dá)到所需的抖動(dòng)和反應(yīng)時(shí)間，從而確定其實(shí)時(shí)行為是否適合目標(biāo)應(yīng)用。

圖2：使用acontis EOM擴(kuò)展包的EC-Master軟件架構(gòu)。