摘要：隨著小型控制器模塊PNOZ m EF EtherCAT FSoE的問(wèn)世，基于EtherCAT FSoE開(kāi)放式工業(yè)通訊協(xié)議的解決方案迅速“走俏”。這種方案的優(yōu)勢(shì)在于僅需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)以太網(wǎng)線即可實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備間的標(biāo)準(zhǔn)及安全通訊，極大程度地減少了安裝布線、調(diào)試及診斷的時(shí)間及硬件成本，實(shí)現(xiàn)了安全的單電纜解決方案。

文 / 皮爾磁中國(guó)

1 EtherCAT和Safety over EtherCAT
EtherCAT是一種基于以太網(wǎng)的通信技術(shù)，專為工業(yè)自動(dòng) 化中的高性能實(shí)時(shí)通信功能和高同步精度而設(shè)計(jì)，通過(guò)高效 的通信協(xié)議和硬件支持，實(shí)現(xiàn)快速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，滿足 復(fù)雜工業(yè)環(huán)境對(duì)實(shí)時(shí)性和同步性的嚴(yán)格要求。EtherCAT支持 多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括線性、星型和環(huán)形拓?fù)?，它兼容?biāo)準(zhǔn) 以太網(wǎng)協(xié)議，可以無(wú)縫集成到現(xiàn)有的以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中，降低 了部署的成本和復(fù)雜性，能夠適應(yīng)不同的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。
FSOE（Failsafe over EtherCAT）是一種基礎(chǔ)EtherCAT的 安全通信協(xié)議，專門用于實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)的可靠傳輸，它采用 了冗余設(shè)計(jì)，確保了在通信鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，安全信息的傳 輸不會(huì)中斷。FSoE協(xié)議符合IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)中的SIL3要求，在 確保安全性的前提下，保持了EtherCAT的高性能和實(shí)時(shí)性。
2 首款FSoE主從站結(jié)合的產(chǎn)品
PNOZ m EF EtherCAT FSoE是皮爾磁推出的首款FSoE主 從站結(jié)合的產(chǎn)品。整個(gè)EtherCAT  FSoE的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如 下所示：
整個(gè)系統(tǒng)主要由一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT控制器、一個(gè)PNOZ m EF EtherCAT FSoE主站模塊及PNOZ m B1安全控制器組 成。非安全信號(hào)的采集及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制由標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT控制 器執(zhí)行。安全相關(guān)本地及遠(yuǎn)程信號(hào)均通過(guò)FSoE模塊評(píng)估及 控制。整個(gè)系統(tǒng)融合了標(biāo)準(zhǔn)及安全網(wǎng)絡(luò)的全部特性，且一個(gè) 網(wǎng)絡(luò)中允許存在多個(gè)安全主站，可以實(shí)現(xiàn)間接的“主站——主 站”間的通訊，這對(duì)于設(shè)備的互聯(lián)有著非常重要的意義。
3 既可以做主站又可以做從站的“多面手”
上述安全控制系統(tǒng)的核心是PNOZ m EF EtherCAT FSoE 總線模塊。該模塊上具有一個(gè)FSoE In和一個(gè)FSoE Out接口，

它最大的特點(diǎn)就是可以同時(shí)作為FSoE主站及FSoE從站，并作 為標(biāo)準(zhǔn)EtherCAT從站使用。
需要注意的是，PNOZ m EF EtherCAT FSoE總線模塊雖 然能力出眾，但它需要搭配它的“好朋友”PNOZ m B1安全 控制器（固件版本>=1.10）共同使用。在傳輸數(shù)據(jù)量方面， 一個(gè)FSoE總線模塊支持512 Bit安全數(shù)字量輸入及512 Bit安全 數(shù)字量輸出。作為FSoE主站時(shí)，支持60個(gè)FSoE從站連接。作 為FSoE從站時(shí)，支持4個(gè)FSoE主站連接。
開(kāi)放性是EtherCAT總線的特點(diǎn)，PNOZ m EF EtherCAT FSoE總線模塊自然也不例外。除了皮爾磁自己的FSoE安全雷 達(dá)及伺服產(chǎn)品之外，目前該總線模塊可支持倍福、匯川、博 世力士樂(lè)、三菱、Lenze等品牌的FSoE設(shè)備，為客戶的自動(dòng) 化系統(tǒng)給予靈活的支持。