在現代工業自動化領域，EtherCAT網絡已經成為了一種重要的通信協議，占有較大的市場份額，通信方式決定了其具有高速與高效率的特點，也因此廣泛應用于機器人控制、運動控制等領域。但是EtherCAT也有其限制：硬實時的硬件需求、特定的主站控制器和從站設備。這也就導致針對EtherCAT網絡的分析、監控以及必要的仿真手段是一個難點。

本文將介紹兩款由德國acontis公司開發并由中國的盟通科技（Motrotech）全權代理的產品，名為EC-Inspector和EC-Simulator，它們分別提供了強大的EtherCAT網絡分析、監控和仿真功能。

acontis公司是一家在實時以太網和現場總線技術領域具有豐富經驗的公司，其明星產品是EC-Master（EtherCAT主站協議棧）。而盟通科技（Motrotech）是acontis在中國的全權代理和合作伙伴，致力于為國內客戶提供高效的產品和服務。

#1

EC-Inspector：
強大的EtherCAT網絡分析和監控工具

EC-Inspector是一款獨立于主站的Windows應用程序，可以與許多制造商的EtherCAT主站兼容。它通過在主站后插入TAP(測試接入點)設備來分析主站和EtherCAT從站之間的完整數據流量。這種設計使得EC-Inspector能夠記錄和評估傳出幀(主站→從站)和傳入幀(主站←從站)，從而實現對EtherCAT網絡的全面監控。

EC-Inspector無需干預網絡、控制器、EtherCAT主站軟件或配置，適用于新安裝(綠地)、現有系統和機器(棕地)。原始數據根據來自EtherCAT網絡信息文件的描述與相應的符號變量(輸入和輸出)相關聯進行解碼。除了監控過程數據外，EC-Inspector還可用于分析EtherCAT網絡上的通信故障。

在系統架構方面，必須在現有的EtherCAT網絡中插入測試接入點(TAP)來捕獲 EtherCAT幀。既可以將 TAP 放置在主站和第一個從站之間，也可以安裝在任意兩個從站設備之間。然而，只有當 TAP 緊接著主站安裝時才能完全分析所有輸入和輸出數據，因為一些數據 (LRW 命令) 會被下游從站的后續輸入數據覆蓋。所選的 TAP 設備，例如 Dualcomm ETAP-1000，應具有較小的傳播延遲，以最大限度地減少對整個網絡時序的影響。

EC-Inspector 記錄的數據通信的一部分包含關網絡傳輸質量的信息。EC-Inspector 根據這些信息進行處理，并以圖形方式顯示結果。例如，可以通過從站和端口特定的錯誤計數器 (損壞的電纜或故障的插頭連接) 確定可能錯誤的位置和原因。在拓撲視圖中，這由相應的符號指示。此外，每次發生新錯誤時也會報告并記錄。

EC-Inspector 可以監控實時數據并將完整流量保存到 PCAP 文件中 (同時進行)。該文件也可以使用 EC-Inspector 加載和評估，以逐周期分析過程數據和錯誤。此功能提供了簡單快速的通信故障檢測，以及所有輸入和輸出數據的符號關聯。也可以調查 Wireshark 記錄的 PCAP 文件。

EC-Inspector的主要功能包括分析和解碼 EtherCAT 協議，利用 EtherCAT 網絡信息 (ENI) 文件，監控過程數據變量，包括觸發條件，監控從站狀態，監控從站錯誤計數器 (ESC 寄存器 0x300 至 0x313)，網絡拓撲的圖形視圖，處理先前捕獲并保存的原始網絡流量 (Wireshark 文件)，拍攝快照并保存到文件。

#2

EC-Simulator：
功能強大的實時EtherCAT網絡仿真軟件

接下來，本文將深入探討EC-Simulator。EC-Simulator能夠通過模擬 EtherCAT 從站設備來虛擬化EtherCAT網絡，使開發測試人員可以在沒有真實的 EtherCAT 從站硬件設備的情況下運行 EtherCAT 主站應用程序，減少測試成本。EtherCAT 仿真可以通過物理網絡適配器或虛擬方式實現，以實現完全模擬的機器設備設置。配置仿真實例時，可以無縫使用真實網絡的 ENI 文件。

EC-Simulator包含眾多從站功能，可以模擬主從站之間的各類交互。例如對過程數據（PDO）進行響應，發送和接收服務數據（SDO），與從站堆棧進行交互等。這一切都可以通過C/C++或.NET編程語言提供的API來實現，從而將 EtherCAT 數據連接到各種其他專業軟件工具，以模擬現實EtherCAT網絡。

EC-Simulator 具有許多強大的功能，支持多種網絡操作和診斷功能。EC-Simulator能夠模擬多達 2000 個 EtherCAT 從站，包括支持和不支持郵箱協議的從站。它支持更改網絡拓撲、斷開/連接/移動從站、關閉/啟動從站電源、更改從站狀態等操作，并提供了 API 來模擬特定從站/端口丟失幀或丟失鏈接的情況。此外，EC-Simulator還具有診斷功能，包括 API 用于讀取和寫入從站寄存器、讀取和寫入從站 EEPROM 內容、讀取模擬器對象字典、評估網絡拓撲等。此外，它還提供了 RAS 服務器，用于連接 EC-Lyser 或 EC-Engineer。

開發測試人員通過EC-Simulator可以輕松進行功能測試和性能評估。EC-Simulator能夠模擬節點之間的實時通信，驗證 EtherCAT 通信協議的正確性，并測試應用程序在各種負載和網絡條件下的穩定性和可靠性。EC-Simulator 還支持錯誤注入功能，以便開發者能夠模擬網絡中的故障和異常情況，檢測和處理潛在的問題。

EC-Simulator友好的用戶界面使開發測試人員能夠輕松設置和配置虛擬網絡，監視節點狀態和通信情況。它直觀的操作界面和實時數據顯示功能有助于快速分析和調試應用程序。

在工業生產中，現有的各種標準和要求都是無數的誤差與錯誤發生后才被總結出來并嚴加落實的，每一個生產操作的錯誤都有可能需要為之付出巨大代價。EtherCAT作為一種高標準的現場總線，符合標準的EtherCAT網絡，具有冗余和熱插拔等功能來保護網絡的正常運行和數據的順利流通。對于初學者或在外的工程師來說，有可能無法快速熟練地實現網絡配置，使用軟件EC-Simulator來模擬構建網絡，熟悉環境和網絡設置，獲得一種全局性的視角來配置實際網絡，將會大大提高網絡配置效率和提升整體網絡的穩定性。

EC-Simulator是一款強大而靈活的工具，可以幫助用戶有效地仿真EtherCAT網絡。無論是新安裝的系統還是現有的系統，都可以利用EC-Simulator進行深入的仿真，從而確保網絡的穩定和高效運行。這款工具的出現，極大地方便了工程師們對EtherCAT網絡的理解和操作，提高了工作效率，降低了出錯風險。我們期待更多的客戶能夠了解這款高效的產品，以便更好地測試和搭建EtherCAT網絡，推動工業自動化領域的進步。

北京盟通科技有限公司成立于2013年，是工業自動化領域的高新技術企業。公司專注于實時現場總線技術及工業通訊技術的研發、推廣及技術支持服務。依托于核心團隊多年的海外和行業經驗，盟通科技與歐洲多家自動化領域的佼佼者達成戰略合作關系，為客戶提供EtherCAT主站協議棧、OPC UA SDK軟件開發包、CANopen協議棧、FSoE協議軟件、CAN總線硬件、DINA安全模塊、艾默生Connext軟件等工業協議的標準和定制化產品。