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EtherCAT XFC 超采样技术Oversampling eXtreme Fast Control(XFC)实现高速模拟量采集

2025-07-20

XFC - eXtreme 快速控制技术 |倍福全球

需求场景

想基于EtherCAT技术,实现高于10K/S的采样速率,采集音频、振动、无线电等高频信号。

但是EtherCAT同步采集技术采集速率一般仅1~2ms一次,所以需要通过XFC Oversampling超采样技术,在从站高速采样后缓存至PDO中,然后是总线周期内一次返回。

实现技术

借助 XFC (eXtreme Fast Control) 技术,无论 EtherCAT 循环时间如何,都可以最大限度地提高 采样率。

在 EtherCAT 网络中,测量数据最多可以传输每秒 10,000 次 (Hz)。为了实现更高的数据速率,不分I/O 模块支持 XFC (eXtreme Fast Control) 技术。借助 XFC 技术,I/O 模块不会在每个 EtherCAT 帧中仅传输一个样本,而是传输多个样本(过采样)。例如,如果帧周期时间为 200 μs,每帧传输 10 次测量,则此通道样本的时基分辨率为 20 μs。

通过超采样,从站模块支持最大采样率,EtherCAT 总线循环时间为 1 kS/s 或更高。这意味着最大采样率为 20 kS/s 的 从站模块能够为每个 EtherCAT 帧传输 20 个样本,而最大采样率为 100 kS/s 的 从站模块可以在每个 EtherCAT 帧中传输 100 个样本。

超采样允许在器件侧实现更高的采样率,而无需改变 PLC 周期。这涉及每个总线周期以时间等距间隔采集多个样本,并传输一组测量数据。与标准评估(每条总线/控制周期 1 次测量)相比,高采样频率允许以更高的时间分辨率捕获信号,并记录更高频率的信号。检测此类信号的通常方法是缩短循环时间,但这受到控制系统实际限制的限制。对于过采样输出,与周期相比,可以实现更高的控制频率,以便每个总线/控制周期可以发出多个控制命令。

支持模拟量 I/O EtherCAT 端子模块(截至 2024 年):信号转换速度高达 100 kSps/10 μs
支持数字量 I/O EtherCAT 端子模块(截至 2024 年):高达 10 MSps/100 ns
支持角度/位移测量(截至 2024 年):高达 100 ksps/10 μs

相关资料

pcc_0212_xfc_e下载
EtherCAT_US_2011_06_BeckhoffAutomation下载

技术实现

待博主测试

标签: 暂无
最后更新:2025-07-20

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