Beckhoff 公司的實時以太網技術 EtherCAT（用于控制與自動化技術的以太網）具有性能優(yōu)異、拓撲結構靈活和組態(tài)簡單等特點。由于采用了以太網和互連網技術，EtherCAT 可在 30μs 內處理 1000 個分布式 I/O，網絡規(guī)模幾乎無限，可實現

縱向集成。

BECKHOFF EK1110實物圖如下，買倍福，找上海勇控自動化

BECKHOFF EK1110模塊在目前有多種用于提供實時能力的以太網方案： 例如，通過較高級的協(xié)議層禁止 CSMA/CD 存取過程，并使用時間分片或輪詢技術來取代它。其它方案使用交換機，并采用精確的時間控制方式分配以太網報文。盡管這些解決方案能夠比較快和準確地將數據包傳送到所連接的以太網節(jié)點，但帶寬的利用率卻很低，特別是對于典型的自動化設備，因為即使是對于非常小的數據量，也必須要發(fā)送一個完整的以太網幀。而且，重新定向到輸出或驅動控制器以及讀取輸入數據所需的時間主要取決于執(zhí)行方式。通常也需要使用一條子總線，特別是在模塊化 I/O 系統(tǒng)中，這些系統(tǒng)與 Beckhoff K-bus 一樣，通過同步子總線系統(tǒng)加快傳輸速度，盡管如此，這樣的同步還是無法避免通訊總線傳輸的延遲。

倍福EK1110耦合器通過采用 EtherCAT 技術，Beckhoff 突破了其它以太網解決方案的這些系統(tǒng)限制： 不必再像從前那樣在每個連接點接收以太網數據包，然后進行解碼并復制過程數據。當幀通過每一個設備（直達 I/O 端子模塊）時，EtherCAT 從站控制器讀取與該設備相關的數據。同樣，輸入數據可以飛速插入至數據流中。幀被傳遞（僅被延遲幾位）過去的時候，從站會識別出相關命令，并進行相應處理。此過程是在從站控制器中通過硬件實現的，因此與協(xié)議堆棧軟件的 Run-Time 系統(tǒng)或處理器性能無關。網段中的一個 EtherCAT 從站將經過充分處理的報文發(fā)回，這樣該報文就作為一種響應報文由*個從站返回到主站。

從以太網的角度看，Ether?CAT 總線網段是一個可接收和發(fā)送以太網幀的大型以太網設備。但是，該“設備“不包含帶下游微處理器的單個以太網控制器，而只包含大量的 EtherCAT 從站。與其它任何以太網設備一樣，EtherCAT 不需要通過交換機就可以建立通訊，因而產生一個純粹的 EtherCAT 系統(tǒng)。

以太網直達端子模塊

BECKHOFF EK1110在以太網系統(tǒng)直達系統(tǒng)中的每個設備，即直達每個 I/O 端子模塊；無需使用子總線。只需將耦合器的傳輸介質由雙絞線（100BASE-TX）轉換為 E-bus 總線即可滿足電子端子排的要求。端子排內的 E-bus 信號類型（LVDS）并不是的，它還可用于 10 千兆位以太網。在端子排末端，物理總線特性被轉換回 100BASE-TX 標準。

標準以太網 MAC 或便宜的標準網卡（NIC）足以作為控制器中的硬件使用。DMA（直接存儲器存?。┯糜趯祿鬏數?PC。這意味著網絡訪問對 CPU 性能沒有影響。在 Beckhoff 多端口卡中運用了相同的原理，它在一個 PCI 插槽中捆綁 4 個以太網通道。

協(xié)議

EtherCAT 協(xié)議針對過程數據進行了優(yōu)化，它被直接傳送到以太網幀，或被壓縮到 UDP/IP 報文中。UDP 協(xié)議在其它子網中的 EtherCAT 網段由路由器進行尋址的情況下使用。以太網幀可能包含若干個 EtherCAT 報文，每個報文專門用于特定存儲區(qū)域，該存儲區(qū)域可編制大小達 4GB 的邏輯過程鏡像。由于數據鏈獨立于網絡中 EtherCAT 端子模塊的物理順序；可進行任意尋址。從站之間可進行廣播、多點傳送和通訊。

該協(xié)議還可處理通常為非循環(huán)的參數通訊。參數的結構和含義通過 CANopen 設備行規(guī)進行設定，這些設備行規(guī)用于各種設備類別和應用。EtherCAT 還支持符合 IEC61491 標準的從屬行規(guī)。該行規(guī)以 SERCOS 命名，獲得運動控制應用領域的普遍認可。

隨著近年來風力發(fā)電裝機容量的不斷提升，風力發(fā)電占所在電網的比例也隨之持續(xù)增加。*，風能具有高度的隨機波動性與間歇性，所以大規(guī)模的風電接入會對電力供需平衡、電力系統(tǒng)的安全以及電能質量帶來諸多嚴峻的挑戰(zhàn)。2011年初發(fā)生在甘肅酒泉等地的多起脫網事故也說明了制定風電并網規(guī)范的緊迫性。因此,國家電網提出了風電場接入電網的技術規(guī)定，由此產生了電網友好型風機和風電場的概念：

1、 風機具有有功無功調節(jié)和低電壓穿越能力，確保電網發(fā)生波動時風機不解列；

2、 風電場擁有風功率預測系統(tǒng)，能夠完成風電場48小時內的短期功率預測和15分鐘至4小時的超短期功率預測；

3、 集中優(yōu)化配置有功功率和無功功率控制系統(tǒng)，實現風機的遠程調節(jié)控制。

基于以上幾點，不少整機制造商提出了智能風電場的概念，通過風電場網絡能夠遠程集中監(jiān)控風機和風電場的運行，并能實時的對功率進行控制。這些需要有高性能的風機控制器、相應的電力測量設備和快速的現場總線。德國倍福自動化有限公司基于PC的控制技術，具有良好的開放性和靈活性，倍福系列產品包括工業(yè)PC、I/O、現場總線組件和 TwinCAT 自動化軟件，高性能的PC和功能齊全的端子模塊可為廣大風電客戶提供全面、優(yōu)質的風力發(fā)電機和風電場電力監(jiān)控解決方案。

該方案是基于倍福的工業(yè)PC、電力測量端子模塊、帶光纖接口的 EtherCAT 耦合器和實時的 EtherCAT  技術。倍福工業(yè)PC上運行的能量管理平臺，具有強大的風電場電力監(jiān)控功能。該平臺提供與電網調度接口，集中實時控制風電場的電壓、功率等等。保證風電場與接入地區(qū)電網相互協(xié)調運行，實現高效的風電場運行和管理。EtheCAT 光電轉換耦合器模塊把能量管理平臺與風電場內的風機連接到一起，組成風電場電力監(jiān)控實時網絡，可在風電場網絡中實現小于 1 ms 的實時控制任務。的電力測量端子模塊配合*的低電壓穿越控制模塊監(jiān)控風場電網公共接入點和單臺風機并網側的電網狀況（電壓、頻率、有功、無功等等）。

隨著工業(yè)自動化市場的快速發(fā)展，機器的功能越來越全面，程序越來越復雜，控制周期越來越短，同步的伺服軸不斷增加，軸之間的耦合類型也將變得更加復雜。此外，電子凸輪和電子齒輪的應用也將逐步增多。機器運動將更多地采用多維插補技術。未來，只需采用*CPU就可輕松滿足這些復雜應用對硬件的發(fā)展需求。視覺系統(tǒng)、機器人控制和傳統(tǒng)控制集成到同一硬件和軟件平臺。只要擁有足夠的CPU處理能力，高級控制算法（如神經網絡技術、模糊控制）就可應用于工業(yè)控制領域。同時，更*智能機器將有自診斷和維護功能，新的人機交互系統(tǒng)（如語音系統(tǒng)）簡化設備操作，

終用戶帶來更多便利。

盡管人工智能技術的發(fā)展從未間斷，但迄今為止，還沒有任何智能設備能夠超越人腦的智慧。在不久的將來，人類借助多核技術和*的CPU計算能力將慢慢靠近這一夢想。在工業(yè)控制領域，人工智能技術可用于改善工藝操作流程，使人機交互更加頻繁，同時故障診斷和排除速度更快，保證了產品質

量，提高生產效率。每一個系統(tǒng)組件或設備模塊都可被分配到一個CPU核，使高速并行處理成為可能。

BECKHOFF EK1110模塊在“科技自動化"理念已成為Beckhoff不懈追求的目標，并將創(chuàng)新精神融入硬件和軟件全系列產品，為應對未來科技的發(fā)展提供了廣闊的空間。它將以自動化與科技的相互滲透、相互支持、雙螺旋式共同發(fā)展的模式，為企業(yè)提升自主創(chuàng)新能力，促進其基礎裝備現代化，提升國內科研水平及國內產品的技術含量，推進戰(zhàn)略新興產業(yè)和*制造業(yè)的發(fā)展，為中國制造向中國創(chuàng)造的轉變貢獻力量。

EK1110倍福BECKHOFF擴展模塊

工業(yè)PC

Beckhoff可為各種應用場合提供合適的工業(yè)PC?；陂_放式標準的高品質組件和個性化機箱結構設計，這些工業(yè)PC是滿足各種控制需求的理想配置。嵌入式控制器是一種模塊化控制器，外形更為小巧，適合DIN導軌安裝。自主開發(fā)的主板使Beckhoff能夠對PC市場中的新技術和客戶要求更快做出響應。

I/O

Beckhoff的自動化技術適用于各種信號和現場總線，可為所有常用的I/O信號和現場總線系統(tǒng)提供全系列現場總線組件。EtherCAT是用于實現工業(yè)自動化的以太網解決方案，具有性能優(yōu)異和操作簡單的特點。Beckhoff提供各種I/O系統(tǒng)，包括IP 20EtherCAT端子模塊和IP 67 EtherCAT端子盒?？偩€端子模塊（IP 20）和總線端子盒模塊（IP 67）獨立于現場總線，可實現開放式控制技術。

運動控制

與TwinCAT自動化軟件所提供的運動控制解決方案相結合，Beckhoff驅動技術代表著一種又全面的驅動系統(tǒng)技術。Beckhoff基于PC的控制技術是實現高動態(tài)性單軸和多軸定位任務的理想選擇。帶有高性能EtherCAT系統(tǒng)通訊的AX5000伺服驅動系列具有出色的性能與動態(tài)性。采用單電纜技術的伺服電機將電源及反饋系統(tǒng)融入一根標準電機電纜中，從而減少了材料和調試成本。

自動化軟件

Beckhoff為自動化的各個領域提供不同性能等級的綜合性系統(tǒng)解決方案。Beckhoff的控制技術具有可升級性–從高性能工業(yè)PC到迷你PLC –可以根據具體應用場合進行精確調整。TwinCAT自動化軟件在一個軟件包里集成了帶PLC、NC和CNC功能的實時控制系統(tǒng)。

Beckhoff 公司的實時以太網技術 EtherCAT（用于控制與自動化技術的以太網）具有性能優(yōu)異、拓撲結構靈活和組態(tài)簡單等特點。由于采用了以太網和互連網技術，EtherCAT 可在 30μs 內處理 1000 個分布式 I/O，網絡規(guī)模幾乎無限，可實現縱向集成。