對于當今的大多數(shù)應用，標準 EtherCAT 的高性能已經(jīng)足夠了。因此，EtherCAT G 通信的開發(fā)考慮到了超大規(guī)模應用和許多設備，以及越來越多地使用特別數(shù)據(jù)密集型設備，例如視覺相機、復雜運動系統(tǒng)或具有高采樣率的測量應用。機器視覺、狀態(tài)監(jiān)測或創(chuàng)新的傳輸系統(tǒng) XTS 和 XPlanar 需要為每個設備在每個周期傳輸數(shù)百字節(jié)的過程數(shù)據(jù)。結合不到一毫秒的短周期時間，在這種情況下需要 EtherCAT G 提供的高傳輸帶寬。

個實用的 EtherCAT G 應用程序是 XPlanar 傳輸系統(tǒng)。這種平面電機系統(tǒng)能夠對具有六個自由度的被動自由浮動動子進行運動控制和高精度定位。由于獨特的新系統(tǒng)需要連續(xù)的位置反饋，因此產(chǎn)生了非常大的數(shù)據(jù)量，必須在幾微秒內(nèi)傳輸。如果沒有 EtherCAT G 的高性能，這幾乎是不可能的。

這兩個示例計算說明了使用 EtherCAT G 和分支概念可以實現(xiàn)的性能提升或數(shù)據(jù)傳輸時間的節(jié)省。

 

加快通信時間：34 µs 內(nèi) 128 個伺服軸

• 初始應用選擇了具有 128 個伺服軸的機器網(wǎng)絡。
• 每個設備輸入和輸出 8 個字節(jié)的“標準數(shù)據(jù)寬度”導致每個周期總共輸入和輸出 1024 個字節(jié)。對于經(jīng)典的 EtherCAT 設備，考慮到硬件傳播延遲時間和報文長度，將產(chǎn)生 237 µs 的通信時間。

如果現(xiàn)在標準的 EtherCAT 設備被 EtherCAT G 設備取代，通信時間可以減少到 150 µs，因為更高的數(shù)據(jù)速率會縮短幀長度。如果使用分支概念并將整個網(wǎng)絡分成 8 個 EtherCAT G 段，每個段有 16 個伺服驅動器，則可以實現(xiàn)僅 34 µs 的通信時間——即現(xiàn)在的通信速度提高了 7 倍。

利用帶寬優(yōu)勢：以 100 ksamples/s 掃描 200 個模擬輸入

• 測量狀態(tài)監(jiān)測應用程序，其中監(jiān)測 10 公里長的傳送帶。
• 應用由 200 個模擬通道 (±10 V) 組成，每個通道具有 100,000 個樣本/秒（10 µs 測量間隔），必須以 1 ms 的周期時間進行掃描。

 

目前的解決方案由四個獨立的 100 Mbit/s EtherCAT 網(wǎng)絡組成，每個網(wǎng)絡具有 26 個具有過采樣功能的兩通道模擬輸入端子 (EL3702)。每個 EtherCAT 網(wǎng)絡都需要 8 個 1313 字節(jié)的報文，因此需要 322 Mbit/s 的帶寬。因此，四個網(wǎng)絡中的每一個都使用了 88% 的可用帶寬。

如果四個 EtherCAT 網(wǎng)絡現(xiàn)在被一個 EtherCAT G 網(wǎng)絡和 EK1100 總線耦合器替換為 EK1400 EtherCAT G 總線耦合器（分支控制器），則可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的標準 EtherCAT 端子模塊。在相同的周期時間 (1 ms) 下，帶寬利用率僅為 350 Mbit/s，因此只需一個 EtherCAT G 網(wǎng)絡。剩余的 650 Mbit/s 帶寬可擴展通道并支持更高的模擬采樣率。

我司產(chǎn)品廣泛應用于數(shù)控機械 冶金,石油天然氣,石油化工，
化工,造紙印刷,紡織印染,機械,電子制造,汽車制造,
塑膠機械,電力,水利,水處理/環(huán)保,市政工程,鍋爐供暖,能源,輸配電。
 

These two sample calculations illustrate the boost in performance or the savings in data transmission time that can be achieved with EtherCAT G and the branch concept.

Accelerating communication times: 128 servo axes in 34 µs

• A machine network with 128 servo axes was selected as the initial application.
• A “standard data width” of 8 bytes in and out per device results in a total of 1024 bytes in and out per cycle. With classic EtherCAT devices, taking into account hardware propagation delay times and telegram lengths, a communication time of 237 µs will result.

If standard EtherCAT devices are now replaced by EtherCAT G devices, the communication time can be reduced to 150 µs just on account of the shortened frame length due to the higher data rate. If the branch concept is used and the complete network is divided into eight EtherCAT G segments with 16 servo drives each, a communication time of only 34 µs can be achieved – i.e. communication is now 7 times faster.

Using the bandwidth advantage: scanning 200 analog inputs with 100 ksamples/s

• An measurement Condition Monitoring application where a 10 km-long conveyor belt is monitored.
• Application consists of 200 analog channels (±10 V) with 100,000 samples/s (10 µs measurement interval) per channel, which have to be scanned with a cycle time of 1 ms.

The present-day solution consists of four independent 100 Mbit/s EtherCAT networks, each with 26 two-channel analog input terminals with oversampling function (EL3702). Eight telegrams with 1313 bytes each are required in every EtherCAT network, resulting in a required bandwidth of 322 Mbit/s. Thus, each of the four networks utilises 88% of the available bandwidth.

If the four EtherCAT networks are now replaced by an EtherCAT G network and the EK1100 Bus Couplers by EK1400 EtherCAT G Bus Couplers (branch controllers), it is possible to continue to use existing standard EtherCAT Terminals. With the same cycle time (1 ms), bandwidth utilisation of only 350 Mbit/s results in just one EtherCAT G network. The remaining bandwidth of 650 Mbit/s enables an extension of the channels and the support of even higher analog sampling rates.