扩展功能包 - 线缆冗余

线缆冗余主要设计用于EtherCAT系统在通讯过程中出现通讯线缆失效的补救工作。一般情况下,它被设计成环形、双向操作。当环形网络中某点断开时,断开的两个分支可以同时工作。

详细描述

在EtherCAT主站控制系统中需要添加第二个网口用于组成闭环网络。循环和非循环帧同时通过两个端口发送并传递到整个系统。

在没有任何失效出现的情况下,所有的从站将通过主端口正向传递数据。这就意味着EtherCAT从站控制器(ESC)只传递正向传来的数据。
没有失效时,所有从站从第二个端口接收反向数据 - 数据在“冗余”数据帧中没有任何变化。

在这种情况下,EtherCAT数据帧可以传递、修改并被主站监控。当出现断线的情况时,数据分别在失效的两边传递。因为两边数据帧都会包含输入数据。主站必须重新组织两边的数据帧,然后将其组织为一组输入数据。两边的数据帧要加在一起以便进行WKC校验。从站的数据帧究竟是从主端口还是冗余端口接收的并不重要。EtherCAT主站必须考虑这些数据帧可能从一边丢失,但是另一半还是返回。为了找到所有匹配的数据帧,需要给数据帧添加一些识别码或者使用对应的机制解决。

线缆冗余是一种故障容忍度为1的机制,例如,如果网络中线缆有1处短线,网络通信仍然可以继续。当网络通信恢复,原始通讯状态也就恢复了。如果网络通信不止一处断开,则需要恢复所有的连接才能继续。

功能性

在线路断开的情况下同样支持所有EtherCAT通讯(过程数据和mailbox协议)。
处理如下情况:

  • 普通操作
  • 在两个从站之间网线断开的状态下保持可操作
  • 在主站的主端口和第一个从站端口连接断开时保持可操作
  • 在主站的备用端口和最后一个从站端口连接断开时保持可操作
  • 在线缆修复时保持可操作
  • 线缆断开的情况下启动/停止(状态机切换)
  • 在线缆断开时调整自动增量地址
  • 在线缆断开时数据帧丢失(一部分数据帧没有收到)