最全的PLC通讯协议解析之EtherCAT篇(11) ：EoE/CoE/FoE等

显示全部楼层 · 2024-5-20 20:40:02

我们这期谈谈EtherCAT的设备行规（Device Profile）。

设备行规（Device Profile）

设备通信行规（Device Profile）描述了应用参数和设备的功能行为，包括设备类特有的状态机。

对于许多设备类别，现场总线技术已经提供了可靠的设备配置文件，例如 I/O设备、驱动器或阀门。用户熟悉这些配置文件以及相关参数和工具。因此，没有为这些设备类别开发专门的EtherCAT设备配置文件。取而代之的是为现有设备配置文件提供了简单的接口。这将极大地帮助用户和设备制造商从现有现场总线迁移到EtherCAT的过程中提供极大的帮助。

为了支持更多种类的设备以及更广泛的应用层，主要建立了以下 EtherCAT 通信行规：

CoE

CANopen over EtherCAT (CoE) 使用 CoE 协议，EtherCAT 可提供与 CANopen® 标准 EN 50325-4 相同的通信机制：包括对象字典、过程数据对象映像（PDO）以及服务数据对象（SDO），甚至相似的网络管理。因此，在已经实施了 CANopen 的设备中，仅需稍加变动即可轻松实现EtherCAT，而且绝大部分的 CANopen 固件甚至都能得以重复利用。可以突破 8 字节的 PDO 限制，并可使用 EtherCAT 增强的带宽资源实现整个对象字典的上传。

另外，设备行规，如驱动器行规CiA402，也可以被重复应用EtherCAT。例如下方在CODESYS编辑器中添加IndraDrive_MPB20_21_CoE的伺服：

基于这种方式就可以精确定位到故障节点位置，还有可能发生故障的具体信息，方便我们进行故障的排除和解决。

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EoE

Ethernet over EtherCAT（EoE）EtherCAT 仍使用以太网物理层和以太网数据帧。

以太网也通常与基于 TCP/IP 协议的 IT应用数据传输联系在一起。使用 EoE 协议，可以在 EtherCAT 网段实现以太网数据的传输。以太网设备通过交换机端口与EtherCAT网段连接。以太网数据帧通EtherCAT 协议进行传输，就其自身而言，与互联网协议（例如，TCP/IP、VPN、PPPoE（DSL）等）相似，这使得EtherCAT网络对以太网设备完全透明。带有交换机端口的设备负责将 TCP/IP 数据片段插入到 EtherCAT 数据流中，避免了对网络实时性的影响。

另外，EtherCAT 设备也可以支持以太网协议（例如 HTTP 协议），因此在 EtherCAT 网段外，这些 EtherCAT 设备看上去就像一个标准的以太网节点。主站设备如同一个链路层交换机，根据各个节点的 MAC地址通过 EoE 发送数据帧给对应的节点。诸如集成 web服务器、电子邮件、FTP传输等所有的互联网技术都可以在 EtherCAT 环境中得以应用。

其他

Servo Profile over EtherCAT（SOE） SERCOS™ 被认为是一种实时通信接口，尤其适用于运动控制。用于伺服驱动的 SERCOS™行规属于国际标准 IEC 61800-7 的范畴。标准还包含了该行规对应于 EtherCAT 行规的映射。包含访问驱动内部参数和功能的服务通道被映射到 EtherCAT 邮箱。

File access over EtherCAT（FoE）FoE 协议与 TFTP（Trivial File Transfer Protocol）协议类似，可通过网络访问设备中的文件以及将统一的固件跨网络上传到设备。FoE 协议有意识地用一种精简模式定义，因此可由 BootLoader 程序支持，而无需 TCP/IP 协议堆栈。

ADS over EtherCAT (AoE)作为基于邮箱的客户端-服务器协议，ADS over EtherCAT（AoE）由 EtherCAT 规范定义。诸如基于 EtherCAT 的 CAN 应用协议（CoE）提供了详细的语义概念，而 AoE 则通过路由和并行服务完美地补充了无论何种用例所需的这些功能。例如，使用来自PLC程序的（CANopen®、IO-Link™等）网关设备通过 EtherCAT 访问子网。与因特网协议（IP）提供的类似服务相比，AoE 的开销要小得多。发送方和接收方寻址参数始终包含在 AoE 报文中，因此，对服务器和客户端的实施可以非常精简。AoE 可以选择通过 EtherCAT 自动化协议（EAP）进行非周期性数据通信。因此，可以通过网关连接实现 MES 系统、EtherCAT 主站和从站现场总线设备之间的无缝通信。AoE 服务作为一种标准意味着它能够从远程诊断工具获取 EtherCAT 网络诊断信息。

参考资料：

https://infosys.beckhoff.com/english.php?content=../content/1033/te1111_ethercat_simulation/1265383947.html&id=

《ETG-Brochure-CN》可在往期文章链接下载

最全的PLC通讯协议解析之EtherCAT篇(1)

https://portgmbh.atlassian.net/wiki/spaces/ECAT/pages/202145945/An+Introduction+to+EtherCAT

[三菱] 最全的PLC通讯协议解析之EtherCAT篇(11) ：EoE/CoE/FoE等

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