EtherCAT FP介绍系列文章—主站冗余

EtherCAT FP介绍系列文章—主站冗余

      1.主站冗余架构
      众所周知，EtherCAT网络为了提高网络传输性能通常使用链型网络连接（详细内容可以参考我们之前EtherCAT原理相关文章）。EtherCAT技术协会为了解决单点失效导致的网络故障，针对性涉及了线缆冗余Feature Pack（详细内容可以参考我们之前EtherCAT FP介绍系列文章--FP Cable Redundancy相关文章）。这样EtherCAT系统已经能够提供高水平的可靠性，即使在设备出现故障的情况下，EtherCAT系统依然可以正常工作。一个带有线缆冗余功能的典型EtherCAT系统可以提供高可靠性，EtherCAT线缆冗余系统包括一个双NIC的主设备和多个从站设备。

      线缆冗余配合热插拔已经能够解决从站网络上网线或者从站设备的大部分单点失效的问题。但是，如果主站没有冗余机制，主站设备会在出现故障时向系统暴露单点故障，从而影响整个EtherCAT系统的可用性。

      为了给EtherCAT系统提供更高的可用性，需要一个能够进行故障切换的冗余主机作为备份。备份主机正常情况下处于INACTIVE状态，由ACTIVE状态的工作主机管理和控制总线。当ACTIVE状态的主站失效时，由于INACTIVE状态的主站连接到网络，因此可以在发生失效时备份状态的主站可以接管并控制总线：

      Acontis凭借大量的EtherCAT客户现场应用和客户实地测试经验，在acontis EtherCAT主站方案EC-Master中集成稳定可靠的主站冗余功能。acontis EtherCAT主站可以通过使用两个独立网卡配合两个主站设备支持主站冗余功能。目前EC-Master主站冗余功能已经在核电控制、列车控制等高安全等级行业有实际应用。

· 2.EC-Master主站冗余特点：
    - 网络上的EtherCAT主站可以是ACTIVE或INACTIVE。应用程序可以使用EC-Master API随时获取或设置其主站的冗余状态。
    - EC-Master 主站冗余支持的 Failover：如果先前的 ACTIVE 状态的主站失效，应用程序可以通过调用 EC-Master API 来自动更改当前状态为 ACTIVE 或 INACTIVE。使之前的 INACTIVE 状态的主站已获得 ACTIVE 状态，再没有 INACTIVE 状态的主站，则称为 Failover。
    - EC-Master 主站冗余支持的 Switchover：应用程序将 ACTIVE 主站切换为 INACTIVE，INACTIVE 主站切换为 ACTIVE。如果 ACTIVE 主站没有错误，则接管称为 Switchover。
    - EC-Master 主站冗余支持的状态机：“Hot Standby”、“Warm Standby”、“Cold Standby”、“Hot Standby”。
    - EC-Master 主站冗余支持的数据同步：数据同步分周期和非周期同步。周期同步下，INACTIVE 主站循环获取 ACTIVE 主站的过程数据，ACTIVE 主站还可以与 INACTIVE 主站循环交换两主站间特定的过程数据。两个主站可以通过独立的非周期的方式交换数据。
    - EC-Master 主站冗余支持的冲突检测：EC-Master 检测是否有其他主站向网络发送帧。这称为冲突，EC-Master 会将冲突检测报告给应用程序，以便应用进行对应处理。

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