Topologie
Linie, Baum oder Stern: EtherCAT unterstützt nahezu beliebige Topologien. Die von den Feldbussen her bekannte Bus- oder Linienstruktur wird damit auch für Ethernet verfügbar. Besonders praktisch für die Anlagenverdrahtung ist die Kombination aus Linien und Abzweigen bzw. Stichleitungen. Die benötigten Schnittstellen sind auf den Kopplern vorhanden; zusätzliche Switche werden nicht benötigt. Natürlich kann aber auch die klassische, switchbasierte Ethernet-Sterntopologie eingesetzt werden.
Die maximale Flexibilität bei der Verdrahtung wird durch die Auswahl verschiedener Leitungen vervollständigt. Flexible und sehr preiswerte Standard-Ethernet-Kabel übertragen die Signale auf Ethernet-Art (100BASE-TX) bis zu 100 m zwischen zwei Teilnehmern. Die gesamte Bandbreite der Ethernet-Vernetzung – wie verschiedenste Lichtleiter und Kupferkabel – kann in der Kombination mit Switchen und Medienumsetzern zum Einsatz kommen. Für jede Leitungsstrecke kann die Signalvariante individuell ausgewählt werden. Da bis zu 65.535 Teilnehmer angeschlossen werden können, ist die Netzausdehnung nahezu unbeschränkt.
Freiheit bei der Topologiewahl | Maximale Flexibilität bei der Verdrahtung: mit und ohne Switch, Linien- und Baumtopologien frei wähl- und kombinierbar. Die Adressvergabe erfolgt automatisch, IP-Adresseinstellung überflüssig.
Distributed-Clock
Der exakten Synchronisierung kommt immer dann eine besondere Bedeutung zu, wenn räumlich verteilte Prozesse gleichzeitige Aktionen erfordern. Das kann z. B. bei Applikationen der Fall sein, in denen mehrere Servoachsen gleichzeitig koordinierte Bewegungen ausführen.
Der leistungsfähigste Ansatz zur Synchronisierung ist der exakte Abgleich verteilter Uhren. Im Gegensatz zur vollsynchronen Kommunikation, deren Synchronisationsqualität bei Kommunikationsstörungen sofort leidet, verfügen verteilte, abgeglichene Uhren über ein hohes Maß an Toleranz gegenüber möglichen, störungsbedingten Verzögerungen im Kommunikationssystem. Bei EtherCAT basiert der Datenaustausch vollständig auf einer reinen Hardwaremaschine. Da die Kommunikation eine logische (und dank Vollduplex-Fast-Ethernet auch physikalische) Ringstruktur nutzt, kann die „Mutter-Uhr“ den Laufzeitversatz zu den einzelnen „Tochter-Uhren“ einfach und exakt ermitteln – und umgekehrt. Auf Basis dieses Wertes werden die verteilten Uhren nachgeführt, und es steht eine hochgenaue, netzwerkweite Zeitbasis zur Verfügung, deren Jitter deutlich unter einer Mikrosekunde beträgt.
Hochauflösende, verteilte Uhren dienen aber nicht nur der Synchronisierung, sondern können auch exakte Informationen zum lokalen Zeitpunkt der Datenerfassung liefern. Dank neuer, erweiterter Datentypen lässt sich ein Messwert mit einem hochgenauen Zeitstempel versehen.