Calculateur de temps de cycle EtherCAT

EtherCAT est le protocole Ethernet industriel le plus rapide, et il est donc courant que nos clients souhaitent savoir à quelle vitesse ils pourront exécuter leur application. Bien entendu, il n'y a pas de réponse directe à cette question, car le temps de cycle ne dépend pas seulement de l'application spécifique, mais également du nombre d'appareils dans le réseau et de la quantité de données qui seront envoyées à chaque cycle. L'ETG appellent cela le « temps de communication » total. Il prend en compte le temps complet pour l'envoi des trames, le délai de propagation à travers le réseau et le temps de réception des trames.

Nous avons toujours aidé nos clients à optimiser et maitriser la communication de leurs réseaux. Il est très utile pour eux de voir comment l'ajout d'appareils supplémentaires ou la modification de la quantité de données de processus affecteront le fonctionnement. Dans le cas d’EtherCAT, notre partenaire acontis a donc développé une calculatrice simple qui permet de faire varier très facilement les paramètres pour en voir l'effet et déterminer à quelle vitesse ils peuvent vraiment aller.

Le premier paramètre concerne la bande passante EtherCAT qui était jusqu'à récemment de 100Mbit/s. Aujourd’hui il y a EtherCAT G pour 1Gbit/s et G10 pour 10Gbit/s. Ce paramètre affecte la durée du nombre total d'octets au niveau de la couche physique. Dans un réseau à 100Mbit/s cela prendra 80 nanosecondes par octet, alors que dans un réseau à 1Gbit/s, cela ne prendra que 8 nanosecondes par octet, et dans les réseaux à 10Gbit/s seulement 800 picosecondes par octet. Cependant nous verrons plus tard que le simple fait d'augmenter la bande passante d'EtherCAT à EtherCAT G ou G10 ne se traduira pas automatiquement par des gains de performances par 10.

Une simple case à cocher est fournie pour indiquer si les horloges distribuées (DC) sont utilisées ou non. L'utilisation de DC ajoutera des octets supplémentaires aux données de processus et ajoutera également des datagrammes qui augmenteront la charge.

Ce paramètre concerne le temps nécessaire au Maître pour traiter les trames (envoi et réception). Nous fournissons cela en tant que paramètre car le temps de traitement variera toujours en fonction du matériel sur lequel le maître fonctionne. Cependant, dans un maître EtherCAT de haute qualité comme EC-Master d'acontis, ce temps de traitement n'est généralement que de quelques microsecondes.

Ces deux paramètres sont liés au nombre d'esclaves EtherCAT dans le réseau. Nous divisons cela en deux champs différents car il y a un délai statique pour chaque esclave. Le délai typique pour un esclave EtherCAT qui utilise Ethernet MII / PHY standard est d'environ 1 microseconde mais pour un esclave qui utilise la signalisation différentielle basse tension (LVDS) comme le E-bus, le délai est d'environ 0,3 microseconde.

Le paramètre le plus important est probablement la quantité de données à traiter. C'est celui qui affectera le plus le temps de communication global. Il n'est pas limité à la taille d'un paquet Ethernet maximum (~ 1 500 octets), cependant si cette limite est dépassée plusieurs trames cycliques seront envoyées, ce qui ajoutera quelques octets de surcharge. Cette calculatrice en tient compte.

Enfin, nous arrivons à notre résultat. Dans les coulisses, nous prenons tous les paramètres et calculons les chiffres pour obtenir le temps de communication total. Sur la base de ce résultat, vous pouvez déterminer le temps de cycle le plus rapide possible auquel vous pouvez vous attendre pour votre réseau. Bien entendu, ce résultat n'inclut pas le temps dont votre application aura besoin pour travailler avec les nouvelles entrées et calculer les nouvelles sorties à envoyer au réseau, il est donc important de prévoir cela dans vos attentes de temps de cycle.

Nous espérons que cette calculatrice vous sera utile !

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