EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) est un protocole de réseau industriel à grande vitesse et en temps réel conçu pour les systèmes d’automatisation et d’acquisition de données. Il a été développé à l’origine par Beckhoff Automation et est aujourd’hui normalisé selon la norme IEC 61158. Contrairement à la communication Ethernet classique, EtherCAT est conçu pour le déterminisme et une faible latence : un maître EtherCAT envoie une trame que chaque dispositif esclave (capteur, actionneur, module d’E/S, etc.) traite à la volée. Au fur et à mesure que la trame passe, les esclaves y écrivent leurs données et en lisent d’autres, puis la trame retourne au maître, le tout en un seul flux continu. L’EtherCAT est donc extrêmement rapide et efficace pour connecter des dizaines de dispositifs avec un délai minimal. Concrètement, un système d’acquisition de données utilisant EtherCAT peut recueillir des mesures synchronisées provenant de nombreux modules (tension, thermocouple, contrainte, etc.) avec des temps de cycle de l’ordre de 100 μs à quelques millisecondes, ce qui est beaucoup plus rapide que les bus de terrain traditionnels.

Un réseau EtherCAT est typiquement une topologie en guirlande ou en anneau (il peut également être en ligne, en étoile ou en arborescence). Une adresse est attribuée à chaque esclave EtherCAT, mais la trame EtherCAT n’est pas arrêtée et démarrée à chaque dispositif – elle est traitée comme un télégramme continu que le matériel des dispositifs esclaves traite en temps réel. Ce protocole apporte la “puissance et la flexibilité d’Ethernet” au contrôle industriel, tout en garantissant le déterminisme temporel nécessaire aux boucles de contrôle et à l’acquisition synchronisée. Par exemple, vous pouvez avoir un maître EtherCAT dans un PC ou un PLC, et plusieurs modules de mesure compatibles EtherCAT en guirlande. Le maître envoie une trame de requête et, en l’espace de quelques microsecondes, chaque module a inséré les données de son capteur dans la trame et l’a transmise. Lorsque la trame revient, le maître dispose de toutes les mesures de manière quasi simultanée. En résumé, EtherCAT est un bus de terrain Ethernet en temps réel pour l’automatisation industrielle, connu pour sa vitesse élevée, sa faible gigue et sa capacité à connecter facilement un grand nombre de dispositifs d’entrée/sortie.