EtherCAT是一个可用于现场级的超高速I/O网络，它使用标准的以太网物理层和常规的以太网卡，传输介质可为双绞线或光纤。一般常规的工业以太网都是采用先接收通信帧，进行分析后作为数据送入网络中各个模块的通信方式，而EtherCAT的以太网协议帧中已经包含了网络中各个模块的数据。EtherCAT技术已经完成，专门的ASIC芯片也在实现之中。目前市场上已提供了从站控制器，EtherCAT的规范也成为了IEC/PAS文件。图1-19 EtherCAT通信协议模型......
2023-11-20
IEC61786-2：现场总线与工业以太网应用技术
【摘要】：考虑到市场需求的不同，不能用统一的方法和要求来对待不同的应用网络，因此IEC 61786-2吸收了多种不同的实时以太网通信方案作为应用行规。IEC 61786-2是在IEC 61158的基础上制定的实时以太网应用行规国际标准。IEC 61786-2定义了系列实时以太网的性能指标以及一致性测试参考指标。2005年3月，IEC实时以太网系列标准作为PAS文件通过了投票，并于2005年5月在加拿大将IEC发布的实时以太网系列PAS文件正式列为实时以太网国际标准IEC 61786-2。
2003年5月，IEC/SC65C成立了WG11工作组，旨在适应实时以太网市场应用需求，制定实时以太网应用行规国际标准。根据IEC/SC65C/WG11定义，实时以太网是指不改变ISO/IEC 8802-3的通信特征、相关网络组件或IEC 1588的总体行为，但可以在一定程度上进行修改，满足实时行为，包括确保系统的实时性，即通信确定性；现场设备之间的时间同步行为；频繁的较短长度的数据交换的计算机网络。因此，实时以太网标准首先需要解决实时通信问题。同时，还需要定义应用层的服务与协议规范，以解决开放系统之间的信息互通问题。
实时以太网除了实现现场设备之间的实时通信之外，还能够支持传统的以太网通信，如办公网络。这样就能够将办公网络和现场网络结合为一个整体，现场设备之间采用实时通信，现场网络与办公网络之间采用以太网通信，在办公网络上的管理者能够及时获取现场设备的数据，更好地监控现场网络。考虑到市场需求的不同，不能用统一的方法和要求来对待不同的应用网络，因此IEC 61786-2吸收了多种不同的实时以太网通信方案作为应用行规。这些新的实时以太网通信方案除了解决实时通信以外，同时有效地提高了以太网的传输带宽和网络传输范围。
IEC 61786-2是在IEC 61158（工业控制系统中现场总线的数字通信标准）的基础上制定的实时以太网应用行规国际标准。IEC 61786-2定义了系列实时以太网的性能指标以及一致性测试参考指标。实时以太网性能指标包括传输时间、终端节点数、网络拓扑结构、网络中交换机数目、实时以太网吞吐量、非实时以太网带宽、时间同步精度、非时间性能的同步精度以及冗余恢复时间等。值得注意的是，传输时间是指应用进程所测量的实时应用层PDU（协议数据单元）从源端传送到目的端的时间，其中最大传递时间为在没有传输出错的情况下的数据传递时间，包括当一次丢包发生并重传所需要的时间和所有等待时间。各种不同实时以太网应用行规通过这些指标来描述各应用网络的终端和网络通信能力，以及各类不同的网络应用需求。为了使不同生产厂商的网络终端设备能够具有兼容性、互可操作性，并且实现良好通信，这些设备必须经过一致性测试，证实这些设备符合一种或者多种实时以太网通信行规。一致性测试是通过制订一系列测试案例，在模拟环境或者实际应用环境中，检测设备的各项性能指标是否达到实时以太网通信行规的要求。
2005年3月，IEC实时以太网系列标准作为PAS文件通过了投票，并于2005年5月在加拿大将IEC发布的实时以太网系列PAS文件正式列为实时以太网国际标准IEC 61786-2。(www.chuimin.cn)
IEC 61786-2中的实时以太网通信行规见表1-1。其中包括中国的EPA、德国Siemens的PROFINET、美国Rockwell的Ethernet/IP、丹麦的PNetTCP/IP、德国倍福的EtherCAT、欧洲开放网络联合会的Powerlink与SERCOS_Ⅲ、施耐德的Modbus_RTPS、日本横河的Vnet、日本东芝的TCnet等15种实时以太网协议。这些不同的实时以太网协议都是在802.3以太网协议的基础上加以改进，提高网络的传输效率和实时性能，达到不同工业控制网络的应用需求。
表1-1 IEC发布的实时以太网系列PAS文件
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2023-11-20
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2023-11-20
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