欧姆龙NJ控制器EtherCAT网络功能简介

欧姆龙NJ控制器EtherCAT网络功能简介

一、EtherCAT网络定义

EtherCAT，全称是EtherNet Control Automation Technology，意思是以太网控制自动化技术，它是以以太网为基础的开放架构的现场总线系统。

EtherCAT最初由德国倍福自动化有限公司研发，现由ETG（EtherCAT技术组织）掌握及推广。EtherCAT是一个完全开放式的协议，它已被认定为一个正式IEC规范（IEC/PAS62407）。

EtherCAT是基于以太网，但比以太网更高速更高效的一种高性能工业网络系统。

EtherCAT网络中，数据并不是一一对应发送给个别节点的，而是通过以太网帧将这些数据传送到从站节点，以太网帧由主站向从站发送，在通过从站时不等待停留，每当到达网络最后一个从站，以太网帧直接穿过所有从站，再返回主站。EtherCAT网络中的所有从站可以视为一个超级大的网络设备。

当以太网帧在网络中传送时，各个从站节点会自动读写在以太网帧特定的区域里的数据，每个从站都有属于自己的数据地址位置。因此传送速度非常快，仅需几个纳秒。

二、CoE协议

CANopen是一种由CiA制定的独立通讯协议，是全球非常重要的总线标准，而CoE（CAN application protocol over EtherCAT）其实就是CANopen在以太网上的实现。

使用CoE协议，用来在EtherCAT网络的从站间交换数据。在CoE协议里，从站的参数和控制信息，被定义成一种叫做对象字典的数据规格。

三、欧姆龙NJ-ECAT简介

欧姆龙NJ系列控制器，可以连接伺服器、变频器、NX系列远程IO等多种从站，最大连接从站数可达192个。

欧姆龙NJ系列控制器EtherCAT网络的拓扑方式有菊花链总线连接方式和分支连接方式。

欧姆龙NJ系列控制器EtherCAT网络的通信方式有PDO和SDO两种方式。前者是周期通信，后者是报文通信。

两种通信方式的通信时机不同，PDO通信是常时间的进行数据交换，SDO通信是在需要时，通过使用EtherCAT指令访问从站的SDO数据。

每个从站的PDO通信数据都登记在PDO映射中，登记的PDO数据不必是从站的全部的PDO数据，可以通过软件操作修改PDO数据，使用必要的通信数据，提高通信性能。

SDO通信时，使用EC_CoESDORead指令读取从站的对象字典的数据，使用EC_CoESDOWrite指令向从站的对象字典中写入数据。



四、欧姆龙NJ-ECAT的DC功能

DC（Distributed Clock参考时钟）功能使通信的主站和从站的时间实现精确同步，所在连接到这个网络的设备可以共享时间信息，同步操作周期。为了网络实现DC同步，靠主站最近的一个从站必须具备DC功能，比如：伺服驱动器、编码器输入、视觉传感器、NX通信耦合器、GX-JC分支器等。

五、欧姆龙NJ-ECAT的从站的使能与禁用



如上图所示，通过欧姆龙SS软件可以使能或禁用从站。当一个从站没有连接到实际EtherCAT网络，但未来需要拓展，可以先把它设为“无效”。

六、欧姆龙NJ-ECAT的从站的断开连接与重新连接

为了断开或重新连接某几个从站，并不需要中断整个通信系统，可以在欧姆龙SS软件中进行设置或通过程序进行设置。

七、欧姆龙NJ控制器与第三方EtherCAT从站的通信

NJ可以使用第三方从站，使用时需要添加ESI文件（.xml文件格式）。ESI文件中包含EtherCAT从站的特征信息和主站需要的网络配置信息，便于主站设备识别出相应的从站设备。