ESL(EtherCAT Switch Link)协议扩展了 KPA EtherCAT Master 的功能,使其能够通过单个物理以太网接口控制多个相互独立的 EtherCAT 总线 — 最多可同时控制 8 条总线。这样无需额外的网络适配器,从而简化硬件设计并降低系统成本。

ESL 通过标准网络 Socket 实现 Master 与所连接设备之间的实时通信。应用程序可以接收实时系统事件并远程发送命令,从而实现与上层控制系统、监控仪表板和自动化工作流程的无缝集成。

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ESL protocol extends KPA EtherCAT Master

Core Capabilities

通过一根连接线实现扩展、集成和监控

ESL 通过标准网络 Socket 实现 Master 与所连接设备之间的实时通信。应用程序可以接收实时系统事件并远程发送命令,从而实现与上层控制系统、监控仪表板和自动化工作流程的无缝集成。

无需额外硬件即可扩展

一个端口支持最多 8 条独立 EtherCAT 线路

ESL 设备(例如 Beckhoff CU2508 或兼容的交换机)位于 Master 与各条总线之间。Master 连接到单个物理以太网接口;ESL 设备根据 ESL 头信息将数据流分配到所需的 EtherCAT 子网。

  • 节省适配器插槽、布线和成本
  • 简化多线路机器的硬件设计
  • 通过一个 Master 同时控制所有总线

通过 ESL 实现 Hardware Timed Send

ESL 通信路径上的硬件级时间精度

结合 Hardware Timed Send,Master 生成的每个帧都会增加 ESL 头信息 — 包括协议 MAC 字节、时间戳和目标端口信息。这样可以将精确的帧发送时间从主机操作系统调度器转移到 ESL 硬件,从而提高周期性帧传输的确定性。

  • EtherCAT 通信路径上的硬件定时发送
  • 简化多线路机器的硬件设计
  • 通过一个 Master 同时控制所有总线

How It Works

通过一个连接字符串即可完成激活

ESL 协议通过网络接口配置在 Master 端启用。通过 KPA EtherCAT Studio 建立连接时,在 Network card 字段中输入相同的字符串即可。

连接格式

网络适配器通过 URI 指定,其中端口掩码用于选择参与通信的物理 ESL 设备端口。掩码中的每一位对应一个 ESL 设备端口 — bit 0 选择端口 0,bit 1 选择端口 1,以此类推。

例如,esl://ports=3/eth0 选择 eth0 接口上的端口 0 和 1 — 通过一根电缆实现两条独立的 EtherCAT 线路。

Connection to Master via ESL device from KPA EtherCAT Studio

Where This Matters

目标应用和使用场景

ESL 非常适用于需要通过单个控制器控制多条 EtherCAT 线路的机器架构,同时也适用于外部系统需要实时访问总线事件的场景。

多线路机器

具有多个独立 EtherCAT 段的生产机器 — 一个控制器、一根连接 ESL 交换机的电缆,以及由硬件路由的最多 8 条线路。

紧凑且注重成本的硬件

当 NIC 插槽有限时,ESL 可使用一个端口和一个支持 ESL 的交换机替代多个以太网适配器,从而降低 BOM 成本并减少控制柜空间占用。

确定性的多总线时序

借助 ESL 上的 Hardware Timed Send,帧的发送时间由 ESL 硬件负责 — 在所有路由线路上实现精确的周期性传输。

与 Studio 集成的调试与调试准备

相同的 ESL 连接字符串也可用于 KPA EtherCAT Studio — 调试和诊断通过 ESL 设备建立连接,其方式与运行时完全一致。

Licensing

包含哪些功能 — 哪些功能需要许可证

ESL 协议包含在所有 Master 版本中,无需单独购买许可证。
您可以立即在任何 Master 软件包中使用 ESL。

所有 Master 版本均包含

ESL 协议本身 — 通过 ESL 设备端口进行路由、事件监控以及与外部系统集成。无需单独许可证。

需要许可证

通过 ESL 运行且作为授权扩展提供的功能,例如 Hardware Timed Send。如果没有该许可证,Timed Send Emulation 可以模拟定时发送功能,而 ESL 协议仅用于通过 ESL 设备端口进行路由。

限制

ESL 与 Master Redundancy 不兼容,也无法在用于冗余 Master 运行的适配器上启用。