集成了EtherCAT技术的电机控制MCU都有哪些优势

发布时间：2024-05-24 阅读量：588 来源: 我爱方案网作者: bebop

工业以太网EtherCAT技术主要应用于伺服控制系统中，通过在控制器和多轴伺服驱动器之间通过帧进行数据通信，有效提高了控制器和驱动器之间的数据传输速度及可靠性，这样的应用可以大大提高生产效率，降低成本，并推动工业自动化向更高水平的智能化方向发展。

EtherCAT 技术在中国工业领域有广泛的应用，但使用的MCU芯片均被国外品牌垄断，在此背景下，国产高性能MCU厂商先楫半导体推出得到德国Beckhoff 正式授权的国产EtherCAT从站控制芯片——HPM6E00。

先楫半导体HPM6E00系列产品采用国际流行的RISC-V架构，主频高达600MHz，有单双核选项，集成了德国倍福公司授权的EtherCAT从站控制器（ESC, EtherCAT Slave Controller），同时支持千兆工业以太网互联，TSN（Time-Sensitive Networking），可以满足总线型工业自动化设备的各种通讯需求。HPM6E00系列同时配备精确位置电动控制系统，硬件坐标轴变换和环路计算模块，以及32路100ps高分辨率PWM输出，满足最高性能的电机控制要求。

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无论是工业4.0还是物联网，都需要设备和服务端之间具备高度联网和强大的通信能力。EtherCAT是一类比较成熟的工业以太网现场总线，专用于运动控制领域。相比传统的工业现场总线，EtherCAT具有高稳定性、高实时性、高集成度、扩展性强、便于安装等诸多优点，突破了传统以太网方案的系统限制，被广泛应用于工业控制领域。

与普通以太网技术相比，工业以太网主要具备以下五种优势：

1.一是应用广泛。基于TCP/IP的以太网是一种标准的开放式网络，可解决控制系统中不同厂商设备的兼容和互操作的问题，如VB、Java、VC等编程语言都可以支持其应用开发。采用以太网作为现场总线，就可以选择多种开发工具、开发环境。

2.二是通信速率高。相比传统的现场总线最高速率只有12M，高速以太网的通信速率可以高达100M或1000M，目前10G的以太网技术也逐渐成熟，可以满足对带宽的更高要求。

3.三是成本低廉。由于以太网应用广泛，因此具有丰富的软硬件资源，而其网卡的价格只有现场总线的十几分之一，并随着技术发展还会进一步下降

4.四是可持续发展潜力大。工业控制网络采用以太网，就可以避免其发展游离于计算机网络技术的发展。

应用场景方面，EtherCAT技术可以满足工业自动化设备对实时性的要求。在工业自动化领域，传统的脉冲模式控制存在着很大程度上对机器人性能的制约，高速工业现场总线成为机器人主力发展方向，其更加可靠、高效的总线解决方案，且易于与现场其它设备组网，为实现自动化流水线及建立智能工厂提供了基础。

EtherCAT总线在工业机器人的应用，利用了以太网协议完成工业自动化的控制，满足了工业控制工程中的通信稳定、大数据量，低延时性等优势。

在物流行业，EtherCAT技术通过与机器人系统相连接，实现对货物的自动存储、搬运和分拣等服务，提高物流作业效率及减少人工错误的概率。

在仓储管理系统中，EtherCAT技术通过与扫码枪、传感器、RFID等设备相连接，实现对物品的自动识别、定位、分拣等功能。在智能物流车辆中，通过与车载传感器相连接，实现对车辆状态、路况等信息的实时监测和处理，提高车辆行驶安全性和效率。