Safety over EtherCAT (FSoE)

现代通信系统不仅要实现控制数据的确定传输,还要在相同的介质中进行安全关键控制数据的传输。EtherCAT 使用 Safety over EtherCAT 协议实现该目的,所以允许:

  • 一个通信系统同时传输控制数据和安全数据;
  • 可灵活地改变和扩展安全系统结构;
  • 通过预先认证解决方案来简化安全应用;
  • 强大的安全功能诊断能力;
  • 机器设计中无缝地集成安全功能;
  • 可以使用同一开发工具开发标准应用和安全应用。

Safety over EtherCAT 使系统结构比逻辑继电器更为简单和灵活

EtherCAT 安全技术是基于 IEC 61508 开发的,由 TÜV 认证,并以 IEC 61784-3 标准化。该协议可支持到功能安全等级 SIL 3 的安全应用场合。

Safety over EtherCAT 中,通信系统可被看作所谓“黑色通道”的一部分,它并非安全相关的。

安全数据帧可被看做一个“安全容器”,其中包含了安全关键过程数据以及一些用于保证数据安全性的额外信息。该“安全容器”作为过程数据通信的一部分被传输,而且数据的安全与否并不取决于基础的通信技术,也不仅限于 EtherCAT。“安全容器”可通过现场总线系统、以太网,或其它类似技术传输,物理介质可以是铜缆、光纤,甚至是无线。

安全容器嵌入在周期性通信的过程数据中

由于具备这种灵活性,安全连接机器的不同部分变得更简单。安全容器通过各种控制器路由并在机器的各部分中被处理,这使急停功能可以对整个机器有效,或使机器的部分目标实现安全停止—即使该部分与其他通信系统(如以太网系统)相连。

在设备中实施 FSoE 协议仅需很少的资源就可以达到更高的性能以及更短的响应时间。在机器人行业应用中,通过使用 SoE 以 8-kHz 闭环的形式实现安全运动控制。

黑色通道原则:可以使用标准通信接口

另外,借助于 Safety over EtherCAT 协议,还可通过 EAP 实现安全关键数据的传输。常见的应用实例为:大型机器的模块之间通过交换安全关键数据实现全局的紧急停止功能,或通知相邻机器紧急停止。

基于 EtherCAT 自动化协议(EAP)和 Safety over EtherCAT 的全厂通信结构

关于 Safety over EtherCAT 的更多信息可参考 EtherCAT 网站:资料下载