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77Pages手术室各项规章制度
EtherCAT技术EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持EtherCAT通用超高速以太网现场总线08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT特点概述EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持?
?
?
?
?
?
速度更快，性能更高低成本拓扑灵活易用性及易实施性成功的应用案例来自ETG的广泛支持08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT速度更快EtherCAT：
速度更快工业以太网接更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持传输速率:
2x100Mbaud（全双工）循环时间:
?
256开关量I/O：
11?
s?
分布于100节点的1000开关量I/O：
30?
s=0.03ms?
200模拟量I/O（16bit）：
50?
s,20kHz采样频率?
100伺服轴（每个8ByteIN+OUT）：
100?
s=0.1ms?
12000数字量I/O：
350?
s08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT速度更快EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能响应发送输入数据适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持22BytesI/O和驱动使用的以太网带宽：
以太网帧:
≥84Bytes（包括：
帧前导+帧间间隙）有效数据e.g.2Bit…6Byte4Bytes12BytesEthernetHeaderData:
≥46BytesCRCIPGI/O节点响应时间通过输出数据发送请求EthernetHeaderData:
≥46BytesCRCIPGI/O每节点4Byte输入+4Byte输出:
应用数据所占比例4,75%@节点响应时间0?
s应用数据所占比例1,9%@节点响应时间10?
s08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT速度更快EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持不同通信方式的带宽使用率比较：
每节点4Byte用户数据：
?
轮询/时间片:
约2..5%?
广播（主站→从站）:
约20…30%每节点2Bit用户数据：
?
EtherCAT:
80…97%1009080706050403020100Polling/BroadcastEtherCATTimeslice08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology运行原理：
飞速传输的以太网协议EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持Car27如同一个高速火车：
?
“火车”（以太网帧）不停地飞速行使?
即便从狭窄的窗户也可以看到整个“火车”?
“车厢”（子报文）长度可变?
可以在每列“火车”经过时“提取”或“插入”单独的“乘客”（Bit）或整个“一组乘客”—甚至是多组乘客08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology运行原理：
飞速传输的以太网协议EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持EtherCAT从站控制器EtherCAT从站控制器从站设备从站设备在帧的传输过程中过程数据被提取或插入?
每个从站对过程数据的大小几乎无限制（1Bit…60Kbyte,如果需要则使用几个以太网帧传输）?
每一个循环中帧的报文数据构成可以不同。
如：
超短循环时间用于轴数据，稍长循环用于I/O刷新?
并支持异步的、事件触发的通信08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology运行原理：
飞速传输的以太网协议EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松....DVI通过隐含式寻址，实现最小的协议开销IPC成本更低WKCWKC更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持EthernetHDRFHDataDataDataWKCEHEHEHCRC?
?
?
?
?
针对分布式I/O的优化报文结构通讯完全在硬件中完成—最优性能若网络中全部为EtherCAT设备，则无需交换机出色的诊断功能保留对以太网的兼容性08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology运行原理：
飞速传输的以太网协议EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持....DVIIPC交换机（可选!
）?
可使用标准交换机?
通过交换机:
一个Mac地址可访问多达65535个节点（网段寻址）?
可选：
带有VLANTagging（标记虚网）的交换机允许网段寻址而无需MAC地址08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology性能：
应用举例EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持?
?
?
?
?
40轴（每轴6字节输入/输出数据）50个I/O站，总共560个EtherCAT总线端子2000个数字量+200个模拟量I/O,总线长度500mEtherCAT性能:
循环时间230?
s@33%总线负荷，报文长度77?
s对比：
1CAN帧（8Byte过程数据）@500kBit/s:
250?
s08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology性能：
应用举例EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持?
?
?
?
40轴（每轴20Byte输入及输出数据）50个I/O站，总共560个EtherCAT总线端子2000个数字量+200个模拟量I/O,总线长度500mEtherCAT性能:
循环时间276?
s@44%总线负荷，报文长度122?
s在这样短的循环时间下，仍有56%的带宽为其他通讯保留，如TCP/IP。
*Source:
EthernetPowerlinkSpecV2.0,App.308/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT性能EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持grid0,02msOutputswitches@EndofFrameTelegramTime:
7?
sCycleTime50?
s=0,05ms08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology“慢速”控制系统同样受益于此！
EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施总线循环安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持输入（最坏情况）TI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/O传统现场总线I/O的响应时间IPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务Tmpd总线循环总线循环总线循环总线循环总线循环总线循环最佳情况响应时间最坏情况响应时间输入（最佳情况）输出Tmpd:
主站处理延时TI/O:
本地I/O刷新时间（本地扩展总线+固件）08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology“慢速”控制系统同样受益于此！
EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施总线循环安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持TI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OTI/OEtherCAT系统结构IPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务不再需要专用的主站设备（如总线接口卡）Tmpd总线循环总线循环总线循环总线循环总线循环总线循环无需底层扩展总线08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology“慢速”控制系统同样受益于此！
EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持EtherCAT系统结构IPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology
“慢速”控制系统同样受益于此！
EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持EtherCAT系统结构IPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务TTTDMA（数据在以太网控制器与的DMA（NIC）DMA之间的传输时间）:
可被忽略EtherCATCycle08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology“慢速”控制系统同样受益于此！
EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持最坏情况的响应时间输入（最坏情况）最佳情况EtherCAT的响应时间IPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务OIPLC任务输入（最佳情况）输出?
显著减少响应时间—控制器性能相同的情况下?
无底层本地I/O循环及扩展总线延时?
非常简单的协议使得无需再使用专用的主站系统（如主站插卡）08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology现场总线：
控制系统主站内进行映射EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持逻辑过程映像区DatanPLCDataNCData?
传统现场总线系统生成物理过程映像区?
该物理映像区必须映射为逻辑过程映像区IPC控制系统现场总线扫描卡/主站DPRAMnode1node2node1node2node3node4node3映射node408/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology现场总线：
控制系统主站内进行映射EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持逻辑过程映像区?
控制系统使用一个过程映像区实现同一个应用?
同样要求重新排列过程数据PLC控制系统现场总线扫描卡/主站DPRAMnode1node2过程数据node1node2node3node4node3映射node408/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT:
映射转移到从站设备EtherCAT：
速度更快工业以太网....DVIIPC接线更灵活逻辑过程映像区:
高达4GByte组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持232报文结构EthernetHDRHDR1PLCDataHDR2NCDataHDRnDatanCRCDatanPLCDataNCData子报文1子报文2子报文n?
大大减轻控制系统负担，主站变得非常简单0?
数据根据应用要求被传输：
非常快速，灵活，高效08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyDMA节省时间EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持现场总线卡:
高达30%的CPU时间用于数据备份现场总线卡实现的PC控制PCRAM控制任务Scannercard,DPRAMPCIbusCPU内存EtherCAT:
NIC是PCI总线主控设备,数据由DMA提供,直接传送到PCRAM:
?
解放CPU?
更佳性能EtherCAT实现PC控制NICcard,DMAtransferPCRAM控制任务CPUPCIbusDMA08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT传输延时的测量（I）EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持vomMasterEtherCATFrameEtherCAT节点可测试帧发出和返回的时间差08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT传输延时的测量（II）EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施....DVI可以计算出任何节点之间的传输延时IPC安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT分布时钟EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施....DVI精准同步（<<1?
s!
）—通过分布时钟的精确校准实现MIPC?
tSSS安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持SSSSS08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology
EtherCAT分布时钟EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持同时性:
~15ns抖动:
~+/-20ns使用SCOPEVIEW长期观察两个独立设备—间距300个节点，节点间电缆长度120米08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology外部时钟同步:
IEEE1588EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施....DVI交换机端口集成了IEEE1588边界时钟MIPCIEEE1588主时钟SS边界时钟S安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持SSSSS08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT是工业以太网！
EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松48Bit48Bit16Bit16Bit32Bit?
EtherCAT使用标准帧:
IEEE802.3?
可替换为UDP/IP（若需要IP路由）?
保持标准的以太网帧MTU:
max.1514Byte成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持DestinationSourceEtherTypeHeader…CRC嵌入到标准以太网帧中，即以太类型88A4h160Bit64Bit1..nEtherCAT报文EthernetH.或者：
通过UDP/IP即UDP端口88A4hIPHeaderUDPH.Header…CRC11Bit1Bit4BitLength0Res.1112Type1508/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT是工业以太网！
EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持?
对TCP/IP完全透明?
所有因特网技术都可实现：
HTTP,FTP,…?
并没有降低实时性能！
EtherCAT从站设备EthernetApplicationRealTimeApplication标准TCP/IP堆栈TCPIPUDP非周期性数据MailboxProcessDataEtherCATMAC/DLLEthernetPHYEthernetPHY08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT是工业以太网！
EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持....DVI?
任何以太网设备都可以连接到交换机端口?
通过标准浏览器可以直接读取网络服务器虚拟以太网交换机功能IPC网络服务器交换机端口08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology交换机端口：
支持任何以太网协议EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持TX2TX3TX1RX1TXRX2RXRX3?
接口可连接以太网设备或网络?
以太网报文插入EtherCAT帧?
EtherCAT实现以太网通讯EtherCAT交换机端口EthernetMACPHY?
CRX4FragmentationMailboxProcessDataPHYEtherCATMAC/DLLTX1TX3TX2PHY08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnologyEtherCAT是工业以太网！
EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持Switch....DVI?
虚拟以太网交换机可转发任何以太网帧?
网段的内部与外部的以太网帧同样都被转发虚拟以太网交换机功能IPC交换机端口Switch08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology
纵向集成（I）EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活IPC...通过交换机Switch组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持....DVI+可使用任何以太网协议+仅需一个以太网端口（IPC/控制器端）-但是:
经过交换机，性能会有所降低（并出现通常的以太网冲突）08/11/2006EtherCAT:
EthernetControlAutomationTechnology
纵向集成（II）EtherCAT：
速度更快工业以太网接线更灵活IPC...通过交换机端子组态更轻松成本更低更易实施安全性能冗余性能适用于各种场合经受实践考验ETG提供技术及市场支持....DVI+可使用任何以太网协议+仅需一个以太网端口（IPC/控制器端）+EtherCAT性能不受影响08/11/20
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