EtherCAT FP介绍系列文章—线缆冗余

标准的EtherCAT线缆冗余扩展功能包

众所周知，EtherCAT网络为了提高网络传输性能通常使用链型网络连接。在这种情况下当检测到网络断链时，如果没有冗余的网络连接，将会导致在短线故障之后的所有设备无法正常访问的单点故障。

 

 

从EtherCAT从站设备的角度来看，冗余非常简单：在通讯信号丢失的情况下，从站控制器立即自动关闭网络环路，即使此时没有数据帧在传输。当我们引入冗余功能时，根据IEC EtherCAT标准（IEC/CDV 61158，最新版本）中提到了EtherCAT的冗余选项，我们不必更改从站控制器芯片中的任何内容。于冗余功能不会影响规范中描述的任何服务和协议，因此EtherCAT规范中没有对冗余功能相关的具体规范。

Acontis凭借大量的EtherCAT客户现场应用经验和客户实地测试，在acontis EtherCAT主站方案EC-Master中集成稳定可靠的线缆冗余功能。acontis EtherCAT主站可以通过使用两个独立网卡支持线缆冗余功能。

 

 

在这个配置下，总线从两侧（正向和反向）连接到控制单元上的两个不同网接口（主网口和冗余网口），这两个网口都由EC-Master EtherCAT主站控制。EtherCAT数据帧在两个网口上分别发送和接收。主网口通向从站单元的前部，冗余接口通向从站单元的尾部。

如果从站网络中间的某个位置出现线路断连，则数据循环在“断开边沿”的从节点中闭合，并且断开的两个总线段落都仍然和主站保持正常通讯。下图说明了这一点：

 

 

从EtherCAT主站应用程序的角度来看，只要所有从站设备仍在供电和运行，EtherCAT总线就可以照常运行。EtherCAT主站应用程序通过API调用，仍然可以像总线断开之前一样操作。因此，应用程序开发者在出现断连故障时不需要在runtime中更改任何调用或数据地址。

线缆冗余的进阶应用

我们在了解了大量客户应用需求后，发现有些应用场景下并不需要完整网络的线缆冗余，或者有些主站控制设备没有双网口仍希望对一部分从站实现冗余功能。还有一类设备需求，在设备中有多个功能组，功能组会跟着工艺不同会通过热插拔功能实现灵活组合，但是每个功能组内部需要单独实现冗余机制以提高稳定性。

为了接近上述两种类似需求，acontis EC-Master EtherCAT主站支持单网口下通过Junction模块实现线缆冗余功能，如下图：

 

 

- 通过Junction模块连接的一组从站可以实现局部线缆冗余。

- 在局部网络中出现网络断线时仍可以保持网络正常工作。

- 在一个EtherCAT网络中，可以支持多个局部线缆冗余的连接，也支持线缆冗余和热插拔同时工作。