$创耀科技-国内(大陆区域)唯一获得德国倍福(Beckhoff)官方正式授权并已量产ETherCAT从站芯片的品牌

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创耀科技TR8253/TR8253L/TR8211等产品获得德国倍福公司(Beckhoff)官方正式授权,符合EtherCAT通信协议标准。适用于伺服电机驱动器、步进电机驱动器、变频器、工业机器视觉、工业通信协议转换器、远程I/O、IO-Link、AS-i网关等工业自动化领域。 TR8253/TR8211系列为EtherCAT从站控芯片,集成了倍福自动化授权的ESCcore模块。它支持2/3端口的EtherCAT通信,用于处理EtherCAT数据帧。 TR8253/TR8211 提供两种数据接口,即HBI 接口和 SPI Slave 接口,可用于连接到外部 MCU/DSP,以支持 EtherCAT 功能。 TR8253/TR8253L集成了两个100M Fast Ethernet 电流型PHY,支持 100Mbps 全双工和 HP auto MDIX 功能的。并且可以通过MII外接PHY,支持三端口应用。 EtherCAT协议使用该协议的设备配置简单、数据传输速率高和高效率正在被众多自动化设备及应用所接受,在全球范围内得到迅速发展。

EtherCAT通信的核心是从站控制器(ESC),是实现 EtherCAT 数据链路层协议的专用集成芯片。 EtherCAT协议使用该协议的设备配置简单、数据传输速率高和高效率正在被众多自动化设备及应用所接受,在全球范围内得到迅速发展。 芯片厂商要获得ETherCAT授权则需要从EtherCAT的专利方Beckhoff获得。目前已正规授权的厂商主要有:Beckhoff、Hilscher、英飞凌、Innovasic、Microchip、Ti、ADI、Renesas、IntelAMD、亚信、创耀等。

EtherCAT 是最快的工业以太网技术,提供纳秒级精确同步。它能显著提高应用效率,减少处理步骤中的状态转换等待时间。相较于其他总线系统,EtherCAT 能减少 25%-30% 的 CPU 负载。在最佳情况下,EtherCAT 性能可以提高精度,获得更高的吞吐量,并降低成本。

在工业自动化领域,EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种实时以太网通信协议,广泛用于需要高速和高精度的控制系统中,例如机器人、自动化生产线和测试设备。EtherCAT由德国的倍福(Beckhoff)公司开发,并以该公司为核心推广。

EtherCAT的特点:

实时性:EtherCAT提供非常低的通信延迟,通常可以达到微秒级别,非常适合实时控制应用。

高速:支持高达100 Mbps的数据传输速率,但在实际应用中,通过使用冗余以太网技术(如EtherCAT Master和多个EtherCAT Slave之间的冗余连接),可以实现更高的带宽和可靠性。

灵活性:支持多种类型的网络拓扑结构,包括星型、环形和总线型,便于在不同场景下的部署。

可靠性:通过冗余通信链路和故障安全机制,提高了系统的稳定性和可靠性。

易于集成:EtherCAT设备通常支持多种通信接口,如EtherNet/IP、PROFINET等,便于与现有的工业网络系统集成。

技术原理 EtherCAT采用主从结构通信方式,数据帧在传输过程中,每个从站设备均可实时读取和写入数据,而无需等待整个数据包传输完成。这种机制极大地降低了通信延迟,通常能达到微秒级,非常适合需要高实时性的工业应用场景。

应用场景

运动控制:EtherCAT在数控机床、机器人等高精度运动控制设备中表现尤为出色。它能够同步控制多个伺服驱动器,确保各轴动作精准协调,提升设备整体性能。

分布式IO系统:在工厂自动化中,EtherCAT可连接大量传感器和执行器,实现高效的数据采集和设备控制。其高速、实时的通信能力,使得系统响应更加迅速,提高了生产效率。

过程控制:在化工、制药等流程工业中,EtherCAT的稳定性和实时性使其成为过程控制的理想选择。它能够准确、及时地传输控制指令和监测数据,确保生产过程的稳定运行。

智能交通:EtherCAT还应用于智能交通系统,如轨道交通信号控制、智能交通监控等,其高速、可靠的通信能力,为智能交通的发展提供了有力支持。 行业标准与注意事项 EtherCAT遵循国际标准,具有良好的兼容性和互操作性。在使用时,需注意选择符合标准的设备,确保系统稳定性和可靠性。同时,合理规划网络拓扑结构,避免通信瓶颈,提高系统整体性能。

EtherCAT在人形机器人中的核心应用包括: 首先,在运动控制与关节同步方面,其分布式时钟同步机制确保多关节在步态规划和多轴插补时保持高精度同步,避免运动不协调;例如,特斯拉Optimus等机器人利用该特性实现稳定行走和复杂动作。 其次,对于灵巧手控制,EtherCAT支持高自由度、多传感器的电机驱动系统,满足精细操作需求,通过低延迟传输实现触觉、力反馈等数据的实时处理,提升抓取精度。 第三,在传感器融合与环境响应中,它高效整合视觉、惯性传感器等多源数据,支持机器人快速姿态调整和交互。

未来发展趋势 随着工业4.0和智能制造的推进,EtherCAT的应用范围将进一步扩大。其与TSN(时间敏感网络)的结合,将解决更复杂场景下的实时通信需求,为工业自动化带来更多可能性。此外,EtherCAT在边缘计算和物联网中的潜力也备受关注,未来有望成为工业互联的重要基石。

风险提示:市场有风险,投资需谨慎。以上内容均来源于公开资料,仅供参考,不构成投资建议。投资需注意风险控制。

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