导言
EtherCAT（用于控制自动化技术的以太网）是一种高性能、基于以太网的现场总线系统，专为实时工业自动化而设计。该系统由两个关键组件组成：EtherCAT主控器（现称为主设备）和EtherCAT运动控制器。本文档深入分析了EtherCAT网络的这两个关键组件之间的功能和差异。
EtherCAT 技术概述
EtherCAT 是一种用于工业环境的高速通信协议。它支持伺服/步进驱动器、IO 硬件、传感器、视觉等设备之间的实时控制和数据交换。EtherCAT 的效率在于它使用了独特的帧传递技术，从而实现了快速高效的数据交换。
关键功能
EtherCAT 大师
- 网络初始化和配置：EtherCAT 主设备初始化和配置 EtherCAT 网络。这包括检测网络上的所有 EtherCAT 从站（设备），了解其功能并对其进行配置以使其按要求运行。此过程包括为从服务器分配地址和设置通信参数。
- 管理沟通：主设备控制 EtherCAT 网络内的数据交换。它发送通过每个从属设备的以太网帧。每个从机在帧通过时读取和写入数据，从而实现高效和快速的数据处理。
- 同步: EtherCAT 的关键特性之一是其精确的同步能力。主设备确保网络上的所有从站彼此同步，通常精度非常高。这对于需要协调运动控制和精确计时的应用至关重要。
- 错误处理和诊断：主设备持续监视网络中是否存在从站或网络本身的错误或故障。这包括在通信失败时管理重试或重新配置。
- 网络拓扑管理：主站管理 EtherCAT 网络的拓扑，可以是线性的、树形的，也可以是两者的组合。它处理从属设备的添加或移除，并相应地调整通信过程。
- 安全协议管理：在安全关键应用中，EtherCAT 主站管理安全协议，确保通信和控制过程符合所需的安全标准。
EtherCAT 运动控制器
- 动作库：通常包括通过软件 API 为常见的运动控制任务提供广泛的预定义功能，例如点对点运动、线性和圆形插补、协调运动、齿轮传动、凸轮等。
- 复杂的运动曲线：可以轻松实现复杂的运动曲线，如果从头开始编码，这将非常耗时且容易出错。这包括高级轨迹、速度曲线和加速/减速模式。
- 实时控制：专为处理实时数据处理而设计，确保将抖动和延迟降至最低。这对于需要实时控制和快速响应时间的应用程序至关重要。
- 高级抽象：通过抽象运动控制的低级细节，这些库使工程师能够专注于系统设计和应用逻辑的更广泛方面，而不是复杂的电机控制。
- 多轴运动控制：能够同时控制多个运动轴。这对于协调数控机床、机械臂或输送系统等机械中的复杂运动至关重要。
- 可编程运动配置文件：这些控制器允许对复杂的运动轨迹和模式进行编程。用户可以定义每个轴的加速度、速度、减速和位置，并在多个轴上同步这些参数。
- 同步和协调: 能够将运动与外部事件或信号同步。这在运动时机需要与其他过程相匹配的应用中至关重要。
- PID 控制：比例积分微分 (PID) 控制算法用于准确维持所需的运动参数（如位置、速度和加速度），补偿干扰和系统差异。在 EtherCAT 中，大多数驱动器在位置操作模式下运行，其中 PID 回路在伺服驱动器内闭合。
- I/O 控制和集成：管理数字和模拟输入和输出，以与传感器、开关和其他外围设备进行交互。这包括读取传感器输入以调整运动参数或根据运动状态触发外部事件。
- 条件逻辑处理：基于 I/O 状态或内部变量实现条件逻辑。这允许控制器根据实时条件做出决策并改变运动或输出。
EtherCAT 和 RMP
EtherCAT Master/MainDevice 与 RMP 运动控制器紧密集成。EtherCAT 网络在每个采样/网络周期接收来自 RMP 的运动/IO 控制和目标更新。它在需要精确和协调运动控制的应用中至关重要，例如机器人和数控机床。
EtherCAT 主机（主设备）和 EtherCAT 运动控制器之间的区别
EtherCAT 主设备/主设备是 EtherCAT 网络中的中央指挥和控制单元，EtherCAT 网络是一种用于工业自动化的高速通信系统。EtherCAT 主站的主要作用是管理和协调网络内的数据流。它启动与所有连接的 EtherCAT 设备（称为从设备）的通信，并控制整个数据交换过程。主站通常在装有处理 EtherCAT 协议的专用软件的 PC 或工业控制器上实现。其职责包括网络初始化、设备配置和错误管理。主设备确保数据包正确、高效地分发到网络中的每台设备，从而保持系统的整体性能和稳定性。
另一方面，EtherCAT运动控制器专用于控制和管理特定类型的EtherCAT从属设备，专注于控制和管理自动化系统中与运动相关的任务。与 EtherCAT Master 不同，RMP 通过我们的 RapidCode API 可以精确控制运动、IO、用户限制、安全性等。
运动控制器在确保准确、同步地执行复杂的运动序列方面起着至关重要的作用，这在机器人、数控机床和输送机系统等应用中至关重要。
集成和兼容性
将 EtherCAT 主机和运动控制器集成到网络中需要仔细考虑兼容性，尤其是实时要求和应用程序的特定运动控制需求。必须确保 Master 的功能符合运动控制器对无缝操作的要求。
结论
你想使用 RMP EtherCAT 运动控制器 因为它是EtherCAT主堆栈（主设备）的组合，还具有本文中讨论的全部运动控制器功能。RMP 扮演主设备/主设备的角色，可以无缝地发现、建立和维护网络。我们目前支持 50 多家制造商实现无缝的 EtherCAT 设备集成。
RMP 还附带软件工具和运动库，可简化 OEM 的开发。这样，OEM 就可以专注于软件开发，而不必投资创建机器特定的运动和 IO 库。
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关于命名惯例的说明：此后，EtherCAT技术集团重命名了主从关键字。“由于ETG无意冒犯，我们将使用MainDevice（缩写为mDevice）和下属设备（缩写为子设备）这两个术语。因此，在我们的（新）文档中，我们将将 “主设备” 替换为 “主设备” 或 “mDevice”，将 “从设备” 替换为 “子设备”，并将在缩写列表中显示主设备和下属设备这两个术语。来源 ethercat.org-第 1.5 节。