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通信技术• Communications Technology18 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】EtherCAT 工业现场总线 数据采集1 EtherCAT简介在工业自动化领域，数据传输一般具有以下特点：（1）强实时，有确定的响应周期要求；（2）系统节点数量众多，节点数据表现为周期性的过程数据；（3）和IT 、办公应用相比，成本显得尤为重要。
为了满足上述要求，德国倍福（Beckhoff ）基于EtherCAT 工业现场总线的数据采集系统文/刘明公司提出一种开放式的基于以太网的实时现场总线系统EtherCAT 。
EtherCAT 使用和以太网标准IEEE802.3相同的帧结构和物理层，同时又抛弃了传统的基于TCP/IP 的协议架构。
在EtherCAT 总线系统中，报文的发送和接收是主从式的，只有主站能够主动发送报文，从站从上游节点接收报文，转发到下游节点。
通过这种方式，报文依次传递到每个从站。
从站从接收到的报文中截取自己需要的数据，并在向下一个节点转发时将数据插入到报文中。
这样，报文的延迟就只有硬件传播延迟，而不存在软件协议栈延迟。
EtherCAT 从站使用专门的控制器ESC （EtherCAT Slave Controller ）实现报文接收、数据插入和转发功能。
2 EtherCAT从站设计要在实际中用好并发展好。
二处理抗干扰技术。
处理干扰技术是目前在做的重要工作。
目前抗干扰技术的研究放在了不同的维度进行，根据实践表明在二维扩频领域里抗干扰技术研究情况最好。
在二维扩频里可以找到单音干扰的解决办法。
研究发现在无线通信抗干扰中还可以使用宽线处理解决抗干扰问题，宽线处理能精确的对数值进行估计和处理，提高无线通信技术的抗干扰能力。
3.2 综合应用抗干扰技术在无线通信干扰中存在着不同种类的干扰，如果只针对特定的干扰来作出解决方案就会很复杂，而且也不一定能取得很好的效果。
ethernet和ethercat通俗理解以太网（Ethernet）和以太网通信总线（EtherCAT）是两种常见的网络通信技术。
它们在工业自动化领域和计算机网络中扮演着重要的角色。
虽然它们的名称相似，但它们在功能和应用方面有着明显的区别。
本文将以通俗易懂的方式解释以太网和EtherCAT的概念和工作原理。
以太网是一种用于局域网（LAN）的常见网络通信技术。
它是一种基于包交换的协议，广泛应用于家庭、办公室和企业网络中。
以太网使用的是一种称为CSMA/CD（载波侦听多路访问/碰撞检测）的协议，它允许多个设备共享同一网络介质。
这意味着多个设备可以同时发送和接收数据，而不会发生碰撞。
以太网的数据传输速度可以达到几千兆比特每秒（Gbps），这使得它成为处理大量数据的理想选择。
以太网通信总线（EtherCAT）是一种用于实时控制系统的网络通信技术。
它是由贝加莱公司（Beckhoff）在2003年推出的。
EtherCAT的特点是高实时性和低延迟。
它使用了一种分布式时钟同步方法，允许多个从站（设备）通过一个环形总线进行通信。
这种总线拓扑结构使得EtherCAT可以在微秒级的时间范围内实现高速数据交换。
EtherCAT还具有扩展性和灵活性，可以与各种不同的领域总线和协议进行集成。
以太网和EtherCAT在应用领域上也有所不同。
以太网主要应用于数据传输和通信领域，包括互联网、局域网、广域网等。
它被广泛用于连接计算机、服务器、路由器和其他网络设备。
以太网在家庭和办公室中也用于连接各种智能设备，如电视、电脑、手机和智能家居设备。
以太网的应用范围非常广泛，几乎涵盖了各个领域。
与之相比，EtherCAT主要用于工业自动化领域。
它被广泛应用于自动化控制系统、机器人、工业机械和过程控制等领域。
EtherCAT的实时性和低延迟使得它非常适合用于高速数据交换和实时控制。
通过使用EtherCAT，工业设备可以高效地通信和协同工作，提高生产效率和质量。
基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发一、本文概述随着工业自动化技术的快速发展，工业机器人在生产线上的应用日益广泛。
作为工业机器人的核心组成部分，控制系统的性能直接决定了机器人的运动精度、稳定性和工作效率。
EtherCAT总线作为一种高性能的以太网现场总线技术，以其低延迟、高带宽和易扩展等特点，在工业控制领域得到了广泛应用。
本文旨在研究并开发一种基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统，以提高工业机器人的运动性能和控制精度，满足日益增长的自动化生产需求。
本文将首先介绍EtherCAT总线技术的基本原理和特点，分析其在工业机器人控制系统中的应用优势。
接着，将详细阐述六轴工业机器人的运动学模型和动力学特性，为控制系统的设计提供理论基础。
在此基础上，本文将重点研究控制系统的硬件架构和软件设计，包括EtherCAT主从站的选择与配置、运动控制算法的实现以及实时通信协议的优化等。
还将探讨控制系统的稳定性、可靠性和实时性等问题，以确保系统在实际应用中的稳定运行。
本文将通过实验验证所设计的控制系统的性能，并与传统控制系统进行对比分析。
实验结果将展示基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统在运动精度、响应速度和负载能力等方面的优势，为工业自动化领域的技术进步做出贡献。
二、EtherCAT总线技术EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是一种专为工业自动化领域设计的实时以太网通信协议。
它基于标准以太网技术，通过优化数据传输和同步机制，实现了高性能、低延迟的通信，特别适用于对实时性要求极高的工业控制系统中。
高速数据传输：EtherCAT协议支持高达100Mbps的数据传输速率，确保控制系统能够实时处理大量数据。
确定性延迟：通过优化网络结构和数据传输方式，EtherCAT实现了微秒级的确定性延迟，这对于精确控制工业机器人等应用至关重要。
EtherCAT - 以太网现场总线本文深入阐述了基于以太网现场总线系统的EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)技术。
EtherCA T为现场总线技术领域树立了新的性能标准，具备灵活的网络拓扑结构，系统配置简单，和现场总线系统一样操作直观简便。
另外，由于EtherCA T实施的成本低廉，因此使系统得以在过去无法应用现场总线网络的场合中选用该现场总线。
1. 引言1.1 以太网和实时能力2. EtherCAT 运行原理3. EtherCAT 技术特征3.1 协议3.2 拓扑3.3 分布时钟3.4 性能3.5 诊断3.6 高可靠性3.7 安全性3.8 EtherCAT 取代PCI3.9 设备行规3.9.1 EtherCAT实现CAN总线应用层协议(CoE)3.9.2 EtherCAT实现伺服驱动设备行规IEC61491 (SoE)3.10 EtherCAT实现以太网(EoE)3.11 EtherCAT实现文件读取(FoE)4. 基础设施成本5. EtherCAT 实施5.1 主站5.1.1 主站实施服务5.1.2 主站样本代码5.2 从站5.2.1 EtherCAT Slave Controller5.2.2 从站评估工具包6. 小结7. 参考文献1. 引言现场总线已成为自动化技术的集成组件，通过大量的实践试验和测试，如今已获得广泛应用。
正是由于现场总线技术的普及，才使基于PC的控制系统得以广泛应用。
然而，虽然控制器CPU的性能（尤其是IPC的性能）发展迅猛，但传统的现场总线系统正日趋成为控制系统性能发展的“瓶颈”。
急需技术革新的另一个因素则是由于传统的解决方案并不十分理想。
传统的方案是，按层划分的控制体系通常都由几个辅助系统所组成（周期系统）：即实际控制任务、现场总线系统、I/O系统中的本地扩展总线或外围设备的简单本地固件周期。
正常情况下，系统响应时间是控制器周期时间的3-5倍。
EtherCAT实时以太网EtherCAT（以太网控制自动化技术）是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，EtherCAT名称中的CAT为Control Automation T echnology（控制自动化技术）首字母的缩写。
最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff Automation GmbH) 研发。
EtherCAT为用成本。
EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。
Ether CAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种实时以太网现场总线系统。
Ether CAT具有速度快，布线容易的特点：且具有兼容性和开放性；适合于快速控制的应用场合。
Ether CAT的工作原理以太网是一种802.3 基带总线局域网，采用载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）介质访问控制方式。
实时以太网Ether CAT 技术采用了主从介质访问方式，在基于Ether CAT 的系统中，主站控制从站发送或接收数据。
主站发送数据帧，从站在数据帧经过从站时读取相关报文中的输出数据。
同时，从站的输入数据插入到同一数据帧的相关报文中。
当该数据帧经过所有从站并与从站进行数据交换后，由Ether CAT 系统中末端从站将数据帧返回，如图1。
Ether CAT 的性能Ether CAT 支持各种拓扑结构，如总线型、星型、环形等，并且允许Ether CAT 系统中出现多种结构的组合。
支持多种传输电缆，如双绞线、光纤、光导总线等，以适应于不同的场合，以提升布线的灵活性。
Ether CAT 采用了精准的同步时钟系统。
系统中的数据交换完全是基于纯硬件机制，由于通讯采用了逻辑环结构（借助于全双工快速以太网的物理层），主站时钟能简单、精确地确定各个从站传播的延迟偏移。
分布时钟均基于主时钟进行调整，在网络范围内使用精确且确定的同步误差时间基。
工业以太网EtherCAT技术的原理及其实现一、引言过去十几年中，现场总线是工厂自动化和过程自动化领域中现场级通讯系统的主流解决方案。
但随着自动化控制系统的不断进步和发展，传统的现场总线技术在许多应用场合已经难以满足用户不断增长的需求。
以太网已经在局域网和Internet 上取得了巨大的成功，在整个企业的信息系统中，以太网已经非常成功的应用于市场经营管理层、生产管理层和过程监控层。
如果能够在底层设备网络上引入以太网不仅可以使现场设备层、过程控制层和管理层在垂直层面方便集成，更能降低不同厂家设备在水平层面上的集成成本。
目前，工业以太网技术已经成为工业控制领域中的一个研究热点，多家自动化公司推出了自己的工业以太网解决方案。
目前主要的工业以太网标准有以下几种：Modbus/TCP、EtherNet/IP、Profinet、Powerlink、EtherCAT 以及我国研制的EPA 等。
与传统控制网络相比，工业以太网具有应用广泛、为所有的编程语言所支持、软硬件资源丰富、易于与Internet 连接、可实现办公自动化网络与工业控制网络的无缝连接等诸多优点。
EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是由德国自动控制公司Beckhoff 开发的一种工业以太网技术，该技术以其高速、简单、易于实现正在获得越来越多的产品研发人员的关注。
2003年底ETG（Ethernet Technology Group）组织成立，负责EtherCAT 技术的推广和宣传。
目前，该组织目前已经拥有700 多个成员，很多成员组织已经开发出基于EtherCAT 的产品。
二、EtherCAT 技术原理EtherCAT 是一种实时以太网现场总线系统，该协议可以用于过程数据的优化传输。
EtherCAT 协议可以包括几个EtherCAT 报文，每个报文都服务于一块逻辑过程映像区的特定内存区域，该区域最大可达4GB 字节。
EtherCAT（以太网控制自动化技术）是一个以以太网为基础的开放架构的现场总线系统，EterCAT名称中的CAT为ControlAutomation Technology（控制自动化技术）首字母的缩写。
最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff AutomationGmbH)研发。
EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准，同时，它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。
EtherCAT的特点还包括高精度设备同步，可选线缆冗余，和功能性安全协议(SIL3)。
Ethernet/IP是一个面向工业自动化应用的工业应用层协议。
它建立在标准UDP/IP与TCP/IP 协议之上，利用固定的以太网硬件和软件，为配置、访问和控制工业自动化设备定义了一个应用层协议西蒙公司开发PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。
作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。
PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。
MODBUS/TCP是简单的、中立厂商的用于管理和控制自动化设备的MODBUS系列通讯协议的派生产品。
显而易见，它覆盖了使用TCP/IP协议的“Intranet”和“Internet”环境中MODBUS 报文的用途。
协议的最通用用途是为诸如PLC’s，I/O模块，以及连接其它简单域总线或I/O 模块的网关服务的。
MODBUS/TCP协议是作为一种（实际的）自动化标准发行的。
ethercat总线原理EtherCAT（Ethernet for Control Automation Technology）是一种高性能实时以太网总线通信协议，它的出现极大地推动了工业自动化领域的发展。
本文将从EtherCAT总线的原理入手，介绍其工作原理、优势和应用领域。
一、EtherCAT总线的工作原理EtherCAT总线基于以太网技术，采用主从结构，其中一个设备被指定为主站，其他设备作为从站。
主站负责控制和同步从站的通信，从站负责执行主站下发的指令，并将执行结果返回给主站。
EtherCAT总线采用了一种分布式的数据传输方式，称为“串联”（daisy chain）。
在EtherCAT总线上，从站之间通过一条物理链路相互连接，形成一个环形网络。
主站通过这个环形网络将数据广播给所有的从站，每个从站都能够读取和写入自己关心的数据。
EtherCAT总线的数据传输速度非常快，每个从站只需要在数据通过自己时进行处理，并将数据传递给下一个从站，而不需要等待整个数据传输过程完成。
这种串联的数据传输方式极大地提高了总线的实时性和性能。
二、EtherCAT总线的优势1. 高性能：EtherCAT总线的数据传输速度达到了每毫秒1000个数据包的处理能力，满足了高性能实时控制的需求。
2. 灵活性：EtherCAT总线支持多种拓扑结构，可以适应不同的应用场景。
同时，EtherCAT总线还支持热插拔功能，可以在运行时添加或移除从站设备。
3. 成本效益：EtherCAT总线采用通用的以太网硬件设备，降低了系统的成本。
同时，由于EtherCAT总线具有高性能和实时性，可以减少硬件和软件的复杂性，进一步降低了系统的成本。
4. 易于集成：EtherCAT总线与现有的以太网技术兼容，可以直接与计算机网络连接，方便实现数据的监控和远程管理。
三、EtherCAT总线的应用领域EtherCAT总线在工业自动化领域有着广泛的应用。
它可以用于机器人控制、自动化生产线、工业机械、过程控制等各种应用场景。
EtherCAT - 以太网现场总线本文深入阐述了基于以太网现场总线系统的EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)技术。
EtherCA T为现场总线技术领域树立了新的性能标准，具备灵活的网络拓扑结构，系统配置简单，和现场总线系统一样操作直观简便。
另外，由于EtherCAT实施的成本低廉，因此使系统得以在过去无法应用现场总线网络的场合中选用该现场总线。
1. 引言1.1 以太网和实时能力2. EtherCAT 运行原理3. EtherCAT 技术特征3.1 协议3.2 拓扑3.3 分布时钟3.4 性能3.5 诊断3.6 高可靠性3.7 安全性3.8 EtherCAT 取代PCI3.9 设备行规3.9.1 EtherCAT实现CAN总线应用层协议(CoE)3.9.2 EtherCAT实现伺服驱动设备行规IEC61491 (SoE)3.10 EtherCAT实现以太网(EoE)3.11 EtherCAT实现文件读取(FoE)4. 基础设施成本5. EtherCAT 实施5.1 主站5.1.1 主站实施服务5.1.2 主站样本代码5.2 从站5.2.1 EtherCAT Slave Controller5.2.2 从站评估工具包6. 小结7. 参考文献1. 引言现场总线已成为自动化技术的集成组件，通过大量的实践试验和测试，如今已获得广泛应用。
正是由于现场总线技术的普及，才使基于PC的控制系统得以广泛应用。
然而，虽然控制器CPU的性能（尤其是IPC的性能）发展迅猛，但传统的现场总线系统正日趋成为控制系统性能发展的―瓶颈‖。
急需技术革新的另一个因素则是由于传统的解决方案并不十分理想。
传统的方案是，按层划分的控制体系通常都由几个辅助系统所组成（周期系统）：即实际控制任务、现场总线系统、I/O系统中的本地扩展总线或外围设备的简单本地固件周期。
正常情况下，系统响应时间是控制器周期时间的3-5倍。
在现场总线系统之上的层面（即网络控制器）中，以太网往往在某种程度上代表着技术发展的水平。
该方面目前较新的技术是驱动或I/O级的应用，即过去普遍采用现场总线系统的这些领域。
这些应用类型要求系统具备良好的实时能力、适应小数据量通讯，并且价格经济。
EtherCA T可以满足这些需求，并且还可以在I/O级实现因特网技术（参见图1）。
图1:传统现场总线系统响应时间在现场总线系统之上的层面（即网络控制器）中，以太网往往在某种程度上代表着技术发展的水平。
该方面目前较新的技术是驱动或I/O级的应用，即过去普遍采用现场总线系统的这些领域。
这些应用类型要求系统具备良好的实时能力、适应小数据量通讯，并且价格经济。
EtherCAT可以满足这些需求，并且还可以在I/O级实现因特网技术。
1.1 以太网和实时能力目前，有许多方案力求实现以太网的实时能力。
例如，CSMA/CD介质存取过程方案，即禁止高层协议访问过程，而由时间片或轮循方式所取代的一种解决方案；另一种解决方案则是通过专用交换机精确控制时间的方式来分配以太网包。
这些方案虽然可以在某种程度上快速准确地将数据包传送给所连接的以太网节点，但是，输出或驱动控制器重定向所需要的时间以及读取输入数据所需要的时间都要受制于具体的实现方式。
如果将单个以太网帧用于每个设备，那么，理论上讲，其可用数据率非常低。
例如，最短的以太网帧为84字节（包括内部的包间隔IPG）。
如果一个驱动器周期性地发送4字节的实际值和状态信息，并相应地同时接收4字节的命令值和控制字信息，那么，即便是总线负荷为100%（即：无限小的驱动响应时间)时，其可用数据率也只能达到4/84= 4.8%。
如果按照10 µs的平均响应时间估计，则速率将下降到1.9%。
对所有发送以太网帧到每个设备(或期望帧来自每个设备)的实时以太网方式而言，都存在这些限制，但以太网帧内部所使用的协议则是例外。
2. EtherCAT 运行原理EtherCA T技术突破了其他以太网解决方案的系统限制：通过该项技术，无需接收以太网数据包，将其解码，之后再将过程数据复制到各个设备。
EtherCAT从站设备在报文经过其节点时读取相应的编址数据，同样，输入数据也是在报文经过时插入至报文中（参见图2）。
整个过程中，报文只有几纳秒的时间延迟。
图2:过程数据插入至报文中由于发送和接收的以太网帧压缩了大量的设备数据，所以有效数据率可达90%以上。
100 Mb/s TX的全双工特性完全得以利用，因此，有效数据率可大于100 Mb/s（即大于2 x 100 Mb/s的90%）（参见图3）。
图3:带宽利用率的比较符合IEEE 802.3标准的以太网协议无需附加任何总线即可访问各个设备。
耦合设备中的物理层可以将双绞线或光纤转换为LVDS（一种可供选择的以太网物理层标准[4，5]），以满足电子端子块等模块化设备的需求。
这样，就可以非常经济地对模块化设备进行扩展了。
之后，便可以如普通以太网一样，随时进行从底板物理层LVDS到100 Mb/s TX物理层的转换。
3. EtherCAT 技术特征3.1 协议EtherCA T是用于过程数据的优化协议，凭借特殊的以太网类型，它可以在以太网帧内直接传送。
EtherCAT帧可包括几个EtherCAT报文，每个报文都服务于一块逻辑过程映像区的特定内存区域，该区域最大可达4GB字节。
数据顺序不依赖于网络中以太网端子的物理顺序，可任意编址。
从站之间的广播、多播和通讯均得以实现。
当需要实现最佳性能，且要求EtherCAT组件和控制器在同一子网操作时，则直接以太网帧传输就将派上用场。
然而，EtherCAT不仅限于单个子网的应用。
EtherCA T UDP将EtherCAT协议封装为UDP/IP 数据报文（参见图4），这就意味着，任何以太网协议堆栈的控制均可编址到EtherCAT系统之中，甚至通讯还可以通过路由器跨接到其它子网中。
显然，在这种变体结构中，系统性能取决于控制的实时特性和以太网协议的实现方式。
因为UDP数据报文仅在第一个站才完成解包，所以EtherCA T网络自身的响应时间基本不受影响。
图4: EtherCA T：符合IEEE 802.3 [3]的标准帧另外，根据主/从数据交换原理，EtherCAT也非常适合控制器之间（主/从）的通讯。
自由编址的网络变量可用于过程数据以及参数、诊断、编程和各种远程控制服务，满足广泛的应用需求。
主站/从站与主站/主站之间的数据通讯接口也相同。
从站到从站的通讯则有两种机制以供选择。
一种机制是，上游设备和下游设备可以在同一周期内实现通讯，速度非常快。
由于这种方法与拓扑结构相关，因此适用于由设备架构设计所决定的从站到从站的通讯，如打印或包装应用等。
而对于自由配置的从站到从站的通讯，则可以采用第二种机制—数据通过主站进行中继。
这种机制需要两个周期才能完成，但由于EtherCAT的性能非常卓越，因此该过程耗时仍然快于采用其他方法所耗费的时间。
按照文献[3]所述，EtherCA T仅使用标准的以太网帧，无任何压缩。
因此，EtherCAT 以太网帧可以通过任何以太网MAC发送，并可以使用标准工具（如：监视器）。
3.2 拓扑EtherCAT几乎支持任何拓扑类型，包括线型、树型、星型等（参见图5）。
通过现场总线而得名的总线结构或线型结构也可用于以太网，并且不受限于级联交换机或集线器的数量。
图5:灵活的拓扑结构：线型、树型或星型拓扑最有效的系统连线方法是对线型、分支或树叉结构进行拓扑组合。
因为所需接口在I/O 模块等很多设备中都已存在，所以无需附加交换机。
当然，仍然可以使用传统的、基于以太网的星型拓扑结构。
还可以选择不同的电缆以提升连线的灵活性：灵活、经济的标准超五类以太网电缆可采用100BASE-TX模式传送信号；塑封光纤（PFO）则可用于特殊应用场合；还可通过交换机或介质转换器实现不同以太网连线（如：不同的光纤和铜电缆）的完整组合。
快速以太网的物理层（100BASE-TX ）允许两个设备之间的最大电缆长度为100米。
由于连接的设备数量可高达65535，因此，网络的容量几乎没有限制。
3.3. 分布时钟精确同步对于同时动作的分布式过程而言尤为重要。
例如，几个伺服轴同时执行协调运动时，便是如此。
最有效的同步方法是精确排列分布时钟（请参阅IEEE 1588标准[6]）。
与完全同步通讯中通讯出现故障会立刻影响同步品质的情况相比，分布排列的时钟对于通讯系统中可能存在的相关故障延迟具有极好的容错性。
采用EtherCAT，数据交换就完全基于纯硬件机制。
由于通讯采用了逻辑环结构（借助于全双工快速以太网的物理层），主站时钟可以简单、精确地确定各个从站时钟传播的延迟偏移，反之亦然。
分布时钟均基于该值进行调整，这意味着可以在网络范围内使用非常精确的、小于1 微秒的、确定性的同步误差时间基（参见图6）。
而跨接工厂等外部同步则可以基于IEEE 1588 标准。
图6:同步性与一致性：相距电缆长度为有120米的两个分布系统，带有300个节点的示波器比较此外，高分辨率的分布时钟不仅可以用于同步，还可以提供数据采集的本地时间精确信息。
当采样时间非常短暂时，即使是出现一个很小的位置测量瞬时同步偏差，也会导致速度计算出现较大的阶跃变化，例如，运动控制器通过顺序检测的位置计算速度便是如此。
而在EtherCA T中，引入时间戳数据类型作为一个逻辑扩展，以太网所提供的巨大带宽使得高分辨率的系统时间得以与测量值进行链接。
这样，速度的精确计算就不再受到通讯系统的同步误差值影响，其精度要高于基于自由同步误差的通讯测量技术。
3.4 性能EtherCA T使网络性能达到了一个新境界。
借助于从站硬件集成和网络控制器主站的直接内存存取，整个协议的处理过程都在硬件中得以实现，因此，完全独立于协议堆栈的实时运行系统、CPU 性能或软件实现方式。
1000个I/O的更新时间只需30 µs，其中还包括I/O周期时间（参见表1）。
单个以太网帧最多可进行1486字节的过程数据交换，几乎相当于12000个数字输入和输出，而传送这些数据耗时仅为300 µs。
表1: EtherCA T性能概貌100个伺服轴的通讯也非常快速：可在每100µs中更新带有命令值和控制数据的所有轴的实际位置及状态，分布时钟技术使轴的同步偏差小于1微秒。
而即使是在保证这种性能的情况下，带宽仍足以实现异步通讯，如TCP/IP、下载参数或上载诊断数据。
超高性能的EtherCA T技术可以实现传统的现场总线系统无法迄及的控制理念。
EtherCAT使通讯技术和现代工业PC所具有的超强计算能力相适应，总线系统不再是控制理念的瓶颈，分布式I/O可能比大多数本地I/O接口运行速度更快。
