研究 - 技術比較

 

比較: Sercos とEtherCAT

一見すると、SercosとEtherCATにはいくつかの共通の特長があります。イーサネットIEEE 802.3は、両方の産業用イーサネット・オートメーションバスの伝送媒体とプロトコルとして使用されています。共に、帯域幅を効率的に使用するための加算フレームの手順を使用し、実行時間を最小にするためにノードのスループット(オンザフライ)間のリアルタイムプロトコルを処理します。これらの機能があるため、SercoとEtherCATは、最も高速な産業用イーサネットバスの1つとなっています。

しかし、2つのソリューションをより厳密に分析すると、ある重要な違いがあることがわかります。

EtherCATとは異なり、Sercosはダイレクト相互通信をサポートしています。これにより、1通信サイクル内で、マスター・スレーブ、スレーブ・ツー・スレーブ、スレーブ・ツー・マスターの、あらゆるSercosデバイス間のリアルタイムデータ交換が可能です。スレーブ間通信では、分散制御アーキテクチャーが重要です。例えば1台のサーボドライブが仮想マスターおよび他のドライブとして使用されるアプリケーションでは、厳密にそれに従わなければなりません。

EtherCATでは、ダイレクト相互通信は可能ではありません。すべての接続されたスレーブ・デバイスはフレームとして、1つの伝送方向だけにしか処理されません。スレーブ・ツー・スレーブ通信のためのデータは、したがって、通常は、追加の時間がかかるマスターによって処理され、再送信されます。

また、Sercosと他のイーサネットプロトコルは、リアルタイム通信に影響を与えることなく、また、トンネリングを行わずに同じネットワークインフラストラクチャを介して送信することができます。

従って、追加のハードウェアを使わずに直接Sercosネットワークへイーサネットデバイスを接続することも可能です。

EtherCATでは、他のイーサネットデバイスからのプロトコルはトンネリングされます。しかし、このためには、EtherCATのシステムがすでに初期化され、運転中(EoEの=イーサネット・オーバー・EtherCAT)である必要があります。イーサネットフレームを組み立て、分解してトンネリングするための追加のロジックが必要となります。

Sercosリアルタイム通信ではそれが動作していなくても、ノートパソコンなどの標準のイーサネット機器はデータ交換、セットアップ、トラブルシューティングなどのために、システムの各ノードにアクセスできます。またこの機能は、Sercosと、EtherNet/IP、TCP / IPデバイスを一本の共通のネットワークで共存を可能にする共通インフラストラクチャーの基盤となっています。

もう1つの違いは、使用される同期プロセスにあります。Sercosでは、ネットワーク全体の同期が周期リアルタイムプロトコルから直接派生しているので、追加の同期プロセスは必要ありません。EtherCATでは、分散クロックに基づく時間同期が使用されています。しかし、分散クロックの同期は、ユーザデータの帯域幅を減少させる時刻同期プロトコルを必要とします。

EtherCATは、ドライブ用のDS402プロファイルのような、CANopenのからデバイスプロファイルを使用しています。あるいは、ドライブプロファイル(SoE)を使用することができます。一見すると、これは利点のように思われます。しかし、コントローラは、別のドライブ・プロファイルを扱わなければならないので、複雑さが増加し、相互運用性のレベルが低下します。Sercosは一貫して、異なるメーカーのデバイスで可能な限り高い相互運用を可能にするために、それ自身のデバイスプロファイル(例えばドライブ、I / O、エンコーダ用)に依存しています。

安全指向のデータを伝送するために、Sercosは、EtherNet/IPとDeviceNetに使用されているCIP Safetyプロトコルを使用しています。EtherCATは、FSoE(フェイル・セーフ・オーバー・EtherCAT)と呼ばれる独自の安全プロトコルを使用しています。

技術的な違いに加えて、それぞれの技術を使用する権利に関するさまざまな規制もあります。
両方のリアルタイム・イーサネット・ソリューションは、国際規格IEC 61784/61158に対応していますが、技術のライセンス提供方法は異なります。Sercos技術の権利は、Sercos Internationalユーザー組織が保有しています。この団体は民間非営利組織として、1990年以来Sercos技術の開発、標準化、およびマーケティングを行っています。あらゆる会社は自由にSercosシステムを実装でき、どのような会社も技術をコントロールしていません。Sercosでは、ベンダー独立機関を維持するために会費を支払います。しかし、Sercos技術を実装しまたは使用するのに会費は、必要ではありません。

これとは対照的に、EtherCATの全ての権利はBeckhoff社が所有しています。Ethercat Technology Groupは、EtherCAT技術の権利を所有していない非登録の協会です。このグループの会費は無償ですが、技術仕様書にアクセスするには必須です。これが、EtherCATのテクノロジーグループのメンバー数が膨大になっている主な理由です。

EtherCATは、幅広い応用分野で使用され、その多くが低性能要件のものになります。EtherCATが現在Sercosよりも大きな市場シェアを持っているのは、これが主な理由です。Sercosは、生産機械と要求の厳しいオートメーションアプリケーションに焦点を当てています。


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