最全的PLC通讯协议解析之EtherCAT篇(5)

我们先回顾一下之前几期的内容：1.《ethercat概述：最全的plc通讯协议解析之ethercat篇(1)》2.《ethercat与ethernet：最全的plc通讯协议解析之ethercat篇(2)》3.《ethercat运行机制：最全的plc通讯协议解析之ethercat篇(3)》4.《ethercat同步性（分布式时钟）：最全的plc通讯协议解析之ethercat篇(4)》

本期我们将讨论EtherCAT的性能。

基于以太网的通讯协议

以太网因其广泛应用和成本效益而受到青睐，它使用公共物理链路且速度更快。因此，许多工业通信协议正转向基于以太网的解决方案。支持TCP/IP的以太网通信通常具有不确定性，反应时间约为100ms。工业以太网协议通过修改介质访问控制(MAC)层，实现了极低的延迟和确定性响应。以太网还提供了灵活的网络拓扑和节点数量。我们来详细了解一些流行的工业以太网通信协议。

主要包括以下几种：

EtherCATPowerlinkEthernet/Internet Protocol (IP)Modbus/Transmission Control Protocol (TCP)ProfiNet关于这些总线通信协议，近期将逐一详细介绍，暂不展开，欢迎大家持续关注Hello工控。

以太网不同类型的对比

以太网在工厂的不同层级都有应用，例如（自动化现场层、控制层、办公应用层），如下图所示：

因此，在选择和使用以太网通信时，我们需要考虑通信速率、介质和实际通信距离。我们整理总结如下图供大家参考：

EtherCAT的性能

通过从站硬件集成和网络控制器主站的直接内存访问，整个协议的处理过程在硬件中实现，因此，完全独立于协议栈的实时运行系统、CPU性能或软件实现方式。1000个I/O的更新时间仅需30 µs，其中包括I/O周期时间（参见下图）。

100个伺服轴的通信也非常迅速：可以在每100µs中更新带有命令值和控制数据的所有轴的实际位置及状态，分布时钟技术使轴的同步偏差小于1微秒。而即使在保证这种性能的情况下，带宽仍足以实现异步通信，如TCP/IP、下载参数或上传诊断数据。

EtherCAT的高性能技术可以实现传统现场总线系统无法企及的控制理念。EtherCAT使通信技术与现代工业PC的超强计算能力相匹配，总线系统不再是控制理念的瓶颈，分布式I/O可能比大多数本地I/O接口运行得更快。EtherCAT技术原理具有可塑性，并不局限于100Mbps的通信速率，甚至有可能扩展至1000Mbps的以太网。

得益于EtherCAT的On-the-fly运行机制和独特的EtherCAT通信帧结构，其性能在当前是优越的：

上图来源于ETG中国2009年的资料，原文下载请见文章链接：

最全的PLC通讯协议解析之EtherCAT篇(1)