EtherCAT-Controller

Ein EtherCAT-Controller ist ein Hardwaregerät, das als Masterstation in einem EtherCAT-Netzwerk dient und das Echtzeit-Industrial-Ethernet-Protokoll für deterministische Kommunikation zwischen industriellen Automatisierungskomponenten implementiert. Es verwaltet den Datenaustausch zwischen SPSen, Bewegungssteuerungen und Feldgeräten mit Synchronisationspräzision im Mikrosekundenbereich und ermöglicht Hochgeschwindigkeits-Steuerungsanwendungen in Fertigungs- und Prozessautomatisierung. Der Controller ist für die Schaltschrankmontage ausgelegt und arbeitet in einem Temperaturbereich von -40 bis 85 °C mit einer Versorgungsspannung von 24 VDC ±10%. Er unterstützt Kommunikationsgeschwindigkeiten bis zu 100 Mbit/s und kann bis zu 65.535 Slave-Geräte verbinden. Die minimale Zykluszeit beträgt 100 μs, mit einem Jitter von weniger als 1 ns, was eine präzise Zeitsteuerung für Regelkreise gewährleistet. Der Controller bietet zwei RJ45-EtherCAT-IN/OUT-Schnittstellen und unterstützt bis zu 64 interpolierte Achsen. Die Positioniergenauigkeit mit linearen Encodern beträgt ±0,01 mm. Die Schutzart ist IP20, das Gerät wiegt ca. 0,5 kg und hat Abmessungen von 45×100×75 mm (B×H×T). Der Controller besteht aus einer Leiterplatte, integrierten Schaltkreisen, Kupferverbindern und einem Kunststoffgehäuse. Er erfüllt relevante Normen wie IEC 61158 für Kommunikation, IEC 60068-2-1/2 für Temperatur, IEC 61131-2 für Stromversorgung, ISO 230-2 für Positioniergenauigkeit, IEC 60603-7 für Steckverbinder und IEC 60529 für Schutzart. Diese Normen dienen als Beschaffungsreferenz; die tatsächliche Konformität ist mit dem Hersteller zu verifizieren. Der EtherCAT-Controller eignet sich für Hochgeschwindigkeits-Deterministische Steuerungsanwendungen im Maschinen- und Anlagenbau, einschließlich Bewegungssteuerung, Robotik und Prozessautomatisierung. Es ist wichtig, modellspezifische Werte und Normen vor der Auswahl mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten zu bestätigen.

Der EtherCAT-Controller arbeitet als Master in einer logischen Ringtopologie und sendet Ethernet-Frames, die nacheinander durch jedes Slave-Gerät laufen. Jeder Slave liest und schreibt Daten, die an ihn adressiert sind, während der Frame durchläuft, wobei die Verarbeitung on-the-fly ohne Speicherung des Frames erfolgt. Der Controller verwendet verteilte Uhren für präzise Synchronisation und verarbeitet den zurückkehrenden Frame, um alle Slave-Daten zu extrahieren, wodurch eine deterministische Kommunikation mit minimaler Latenz erreicht wird. Diese On-the-fly-Verarbeitung ermöglicht Zykluszeiten im Mikrosekundenbereich und geringen Jitter, was ihn für anspruchsvolle Steuerungsanwendungen geeignet macht.