EtherCAT介紹11：EoE/CoE/FoE等

 設備行規（Device Profile）

設備通信行規（Device Profile）描述了應用參數和設備的功能行為，包括設備類特有的狀態機。

對於許多設備類別，現場匯流排技術已經提供了可靠的設備配置檔案，例如 I/O設備、驅動器或閥門。用戶熟悉這些配置檔案以及相關參數和工具。因此，沒有為這些設備類別開發專門的EtherCAT設備配置檔案。取而代之的是為現有設備配置檔案提供了簡單的介面。這將極大地幫助用戶和設備製造商從現有現場匯流排遷移到EtherCAT的過程中提供極大的幫助。

為了支持更多種類的設備以及更廣泛的應用層，主要建立了以下 EtherCAT 通信行規：

基于EtherCAT的CAN應用協議（CoE） 

符合IEC 61800-7-204標準的伺服驅動設備行規（SoE） 

Ethernet over EtherCAT（EoE） 

File access over EtherCAT（FoE） 

ADS over EtherCAT（AoE）

CoE

CANopen over EtherCAT (CoE) 使用 CoE 協議，EtherCAT 可提供與 CANopen® 標準 EN 50325-4 相同的通信機制：包括對 像字典、過程數據對象映像（PDO）以及服務數據對象（SDO），甚至相似的網絡管理。因 此，在已經實施了 CANopen 的設備中，僅需稍加變動即可輕鬆實現EtherCAT，而且絶大部 分的 CANopen 韌體甚至都能得以重複利用。可以突破 8 位元組的 PDO 限制，並可使用 EtherCAT 增強的頻寬資源實現整個對象字典的上傳。

另外，設備行規，如驅動器行規CiA402，也可 以被重複應用EtherCAT。例如下方在CODESYS編輯器中添加IndraDrive_MPB20_21_CoE的伺服：

基于這種方式就可以精確定位到故障節點位置，還有可能發生故障的具體信息，方便我們進行故障的排除和解決。

EoE

Ethernet over EtherCAT（EoE）EtherCAT 仍使用乙太網物理層和乙太網數據幀。

乙太網也通常與基于 TCP/IP 協議的 IT應用數據傳輸聯繫在一起。使用 EoE 協議，可以在 EtherCAT 網段實現乙太網數據的傳輸。乙太網設備通過交換機 連接埠與EtherCAT網段連接。乙太網數據幀通EtherCAT 協議進行傳輸，就其自身而言，與 互聯網協議（例如，TCP/IP、VPN、PPPoE（DSL）等）相似，這使得EtherCAT網絡對乙太網 設備完全透明。帶有交換機連接埠的設備負責將 TCP/IP 數據片段插入到 EtherCAT 數據流中， 避免了對網絡實時性的影響。

另外，EtherCAT 設備也可以支持乙太網協議（例如 HTTP 協議），因此在 EtherCAT 網段 外，這些 EtherCAT 設備看上去就像一個標準的乙太網節點。主站設備如同一個鏈路層交換 機，根據各個節點的 MAC地址通過 EoE 發送數據幀給對應的節點。諸如整合 web伺服器、 電子郵件、FTP傳輸等所有的互聯網技術都可以在 EtherCAT 環境中得以應用。

其他

Servo Profile over EtherCAT（SOE） SERCOS™ 被認為是一種實時通信介面，尤其適用於運動控制。用於伺服驅動的 SERCOS™行規屬於國際標準 IEC 61800-7 的範疇。標準還包含了該行規對應于 EtherCAT 行規的 映射。包含訪問驅動內部參數和功能的服務通道被映射到 EtherCAT 郵箱。

File access over EtherCAT（FoE）FoE 協議與 TFTP（Trivial File Transfer Protocol）協議類似，可通過網絡訪問設備中的檔案 以及將統一的韌體跨網絡上傳到設備。FoE 協議有意識地用一種精簡模式定義，因此可由 BootLoader 程序支持，而無需 TCP/IP 協議堆棧。

ADS over EtherCAT (AoE)作為基于郵箱的客戶端-伺服器協議，ADS over EtherCAT（AoE）由 EtherCAT 規範定義。諸如基于 EtherCAT 的 CAN 應用協議（CoE）提供了詳細的語義概念，而 AoE 則通過路由和 並行服務完美地補充了無論何種用例所需的這些功能。例如，使用來自PLC程序的（CANopen®、IO-Link™等）網關設備通過 EtherCAT 訪問子網。與因特網協議（IP）提供的類似服務相比，AoE 的開銷要小得多。發送方和接收方尋 址參數始終包含在 AoE 報文中，因此，對伺服器和客戶端的實施可以非常精簡。AoE 可以 選擇通過 EtherCAT 自動化協議（EAP）進行非週期性數據通信。因此，可以通過網關連接 實現 MES 系統、EtherCAT 主站和從站現場匯流排設備之間的無縫通信。AoE 服務作為一種標 準意味著它能夠從遠程診斷工具獲取 EtherCAT 網絡診斷信息。

EtherCAT介紹10：取代PCI

 PCI

PCI(Peripheral Component Interconnect)是 一種由英特爾（Intel）公司1991年推出的用於定義局部匯流排的標準。此標準允許在計算機內安裝多達10個遵從PCI標準的擴展卡。

PCI插槽是基于PCI局部匯流排的擴展插槽，其顏色一般為乳白色，位於主板上AGP插槽的下方，ISA插槽的上方。其位寬為32位或64位，工作頻率為33MHz,最大數據傳輸率為133MB/sec(32位)和266MB/sec(64位)。可插接顯卡、音效卡、網卡、內置Modem、內置ADSLModem、USB2.0卡、IEEE1394卡、IDE介面卡、RAID卡、電視卡、視頻採集卡以及其它種類繁多的擴展卡。PCI插槽是主板的主要擴展插槽，通過插接不同的擴展卡可以獲得目前電腦能實現的幾乎所有功能，是名副其實的“萬用”擴展插槽。

取代PCI

在這種PCI卡的應用中，基本上用卡就可以行了。如下圖一般的連接和系統框架：

但是這裡面有幾點值得考慮：

1）接線和佈線。這種方式必須要考慮到PCI的介面穩固性，然後還需要接很大的綫纜。

2）多軸。如果軸數，IO數量多時，這種方式要插太多卡，每個卡上面需要接密密麻麻的綫纜。

3）體積。帶卡槽的工控機一般的體積都很大，美觀和安裝空間還有散熱等都要考慮。

通過EtherCAT匯流排方案，控制器就能把上述所有的功能放到類似上圖的高性能控制器中，不要考慮擴展卡槽等結構可能出現的接觸不良等問題。

當然，我們遇到類似的方案時，需要綜合考慮客戶的需求和習慣，還有成本週期等因素，最後選擇合適的方案。

EtherCA介紹9 ：綫纜標準及接線

 綫纜標準

我們已經在前期介紹過EtherCAT匯流排的綫纜標準，這裡我們再介紹下：

EtherCAT通訊電纜定義標準介面

平行綫還是交叉綫

一般在EtherNet乙太網接線有兩種形式平行（直連）和交叉：

如果是自己製作電纜，可以按照下面方式進行：

一般地，同種設備用交叉綫，異種設備用直連線。比方說，都是網卡或交換機，就用交叉綫，如果是網卡連交換機，就用直連線。

而EtherCAT匯流排不管是平行還是交叉，都可以，任由你選擇。

需要重點說明的是屏蔽和接地的問題，網絡的穩定性很關鍵：

第一：屏蔽雙絞綫（STP）

第二：可靠接地（保證電纜兩端屏蔽層大面積接觸且低阻抗導體連接接地）

硬件介面

按照常規的硬件介面來說，推薦下圖幾種：

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