"EtherCAT" 选项
在 IO 树中选中 EtherCAT 主站设备后，"EtherCAT" 选项卡将生效。
EtherCAT 1：核心配置与功能按钮
"网络 ID（NetId）" 文本框
该文本框包含 EtherCAT 主站设备的 NetId。通过 ADS 协议与 EtherCAT 主站通信时需用到该 NetId 参数。EtherCAT 主站的 ADS 端口固定为 0xFFFF（65535），而 EtherCAT 从站设备的 ADS 端口与其固定地址（参见 EtherCAT 地址）一致。
"高级设置..."（Advanced Settings...）按钮
点击该按钮将打开 "高级设置" 对话框，其中包含 EtherCAT 主站设备的额外配置选项。
"导出配置文件..."（Export Configuration File...）按钮
点击该按钮将打开 "另存为" 对话框，用于保存 XML 格式的主站配置文件。该文件描述了过程数据以及 EtherCAT 状态切换过程中发送的传输帧，尤其适用于第三方主站。
"同步单元分配..."（Sync Unit Assignment...）按钮
点击该按钮将打开 "同步单元分配" 对话框，可通过该对话框将 EtherCAT 从站设备分组到不同的同步单元（Sync Unit）。基于同步单元的分组，系统会生成数据报，从而提供更丰富的诊断功能。
每个数据报均以工作计数器（Working Counter）收尾。同步单元拥有独立的工作计数器，因为它们通过自身的数据报发送数据。若工作计数器指示某数据报存在错误，该故障数据报将不再更新，因此可针对独立的操作单元定义专属同步单元。
"拓扑..."（Topology...）按钮
点击该按钮将打开拓扑对话框，该对话框将显示已配置的 EtherCAT 从站设备的拓扑结构，并包含这些从站设备的在线数据。
列说明（选项卡底部列表视图）
"帧（Frame）" 列
显示包含对应 EtherCAT 指令的周期性传输帧编号。一个 EtherCAT 传输帧可包含一条或多条 EtherCAT 指令。
"指令（Cmd）" 列（EtherCAT 指令类型）
显示 EtherCAT 主站发送的所有周期性 EtherCAT 指令类型。
"地址（Addr）" 列
显示对应指令所寻址的 EtherCAT 从站数据区地址。若指令采用逻辑寻址（LRW、LWR 或 LRD），则该列显示逻辑地址。
"长度（Len）" 列
显示被寻址数据区的长度。
"工作计数器（WC）" 列
显示预期的工作计数器值。每个被 EtherCAT 指令寻址的从站设备都会使工作计数器递增，具体递增规则如下表：
| 指令类型 | 执行结果 | 工作计数器递增幅度 |
|---|---|---|
| 读指令 | 执行失败 | 无变化 |
| 读取成功 | +1 | |
| 写指令 | 执行失败 | 无变化 |
| 写入成功 | +1 | |
| 读写指令 | 执行失败 | 无变化 |
| 读取成功 | +1 | |
| 写入成功 | +2 | |
| 读取和写入均成功 | +3 |
例如，若遇到逻辑读写指令（LRW），每个接收数据写入的 EtherCAT 从站会使工作计数器递增 2，每个被读取数据的 EtherCAT 从站会使工作计数器递增 1。
"同步单元（Sync Unit）" 列
显示与该 EtherCAT 指令关联的同步单元名称。
"周期（毫秒）"（Cycle (ms)）列
显示传输帧的发送周期时间。
"利用率（%）"（Utilization (%)）列
以百分比形式显示 EtherCAT 总线负载。
"大小 / 时长（微秒）"（Size / Duration (µs)）列
- "大小（Size）"：表示 EtherCAT 帧的字节数；
- "时长（Duration）"：表示主站通过网卡传输该帧所需的时间（单位：微秒），不包含帧在网络中的传播时间。
EtherCAT 2：帧大小与时长计算示例（含 4 个数据报的 0 号帧）
| EtherCAT 帧组成部分 | 字节数 |
|---|---|
| 以太网帧头（Ethernet Header） | 14 |
| EtherCAT 头（EtherCAT Header） | 2 |
| 数据报头（每个 10 字节） | 4×10=40 |
| 数据报数据（Len） | 4+4+1+1=10 |
| 数据报工作计数器（每个 2 字节） | 4×2=8 |
| → 帧大小（Size） | 74 |
| 以太网帧校验序列（Ethernet FCS） | 4 |
| 以太网帧间隙（12 字节）+ 前导码（7 字节）+ 帧起始符（1 字节） | 20 |
| → 总帧大小（Total frame size） | 98（784 比特） |
时长计算：784 比特 ÷ 100 Mb/s = 7.84 微秒
在线功能（Online）
EtherCAT 状态机（EtherCAT State Machine）
采用逻辑寻址时，将对逻辑过程映像中的特定区域进行寻址。可将部分过程映像分配给某个任务并与之同步。
现场总线内存管理单元（FMMU）负责将逻辑地址映射到其所属 EtherCAT 设备的物理地址，映射类型可设为读、写或读写双向。同步管理器（SyncManager）确保 EtherCAT 主站与从站本地应用之间的数据交换具备一致性和安全性。
EtherCAT 现场总线可视为一块逻辑内存，从站设备的物理内存中存储着过程数据。FMMU 基于分配表，建立逻辑内存与物理内存的关联映射。
Online 1：状态机架构与分布式时钟
EtherCAT 状态机运行于应用层，负责处理过程数据对象（PDO）、控制文件访问及网络通信；物理层负责将数据转换为电信号或光信号；数据链路层包含 FMMU 和同步管理器，是连接物理层与应用层的桥梁。
分布式时钟（Distributed Clocks）支持输出信号的同步生成、输入信号的同步采集，还能为事件添加精确时间戳。本地支持分布式时钟的 EtherCAT 设备会进行时钟同步，系统会补偿分布式时钟相对于参考时钟的偏移量和漂移，同时测定并补偿参考时钟与本地时钟之间的 EtherCAT 信号延迟时间。
EtherCAT 状态机（ESM）在系统启动和运行阶段协调主站与从站应用。从站的状态切换通常由主站发起，部分场景下从站本地应用也可独立触发状态变更。EtherCAT 设备从初始化状态（Initialization）切换至运行状态（Operational），需依次经过预运行状态（Pre-Operational）和安全运行状态（Safe-Operational）。
Online 2：各状态详细说明
| 状态（State） | 状态描述与主从站交互逻辑 |
|---|---|
| 初始化状态（Init） | 应用层无通信，主站仅可访问数据链路层的状态通知寄存器 |
| 预运行状态（Pre-Operational） | 主站发起状态切换请求，配置同步管理器的邮箱通信通道，初始化分布式时钟同步；应用层支持邮箱通信，但无过程数据通信 |
| 安全运行状态（Safe-Operational） | 主站发起状态切换请求，通过邮箱通信配置过程数据映射参数、同步管理器的过程数据通信通道及 FMMU 通道；支持过程数据通信（仅读取输入，暂不写入输出） |
| 运行状态（Operational） | 主站发起状态切换请求并发送有效输出数据；输出端加载有效数据，输入端持续采集数据（与安全运行状态一致） |
| 引导加载状态（Bootstrap） | 仅可从初始化状态进入，且仅能切换回初始化状态；适用于固件更新场景，应用层支持邮箱通信，但仅启用 EtherCAT 文件访问协议（File-Access-Over-EtherCAT），无过程数据通信 |
在 IO 树的 "InfoData" 文件夹中，"State" 变量用于指示从站设备的当前状态，变量值与状态的对应关系如下：
| "State" 变量值 | 对应状态 / 状态说明 |
|---|---|
| 0x___1 | 初始化状态（Init） |
| 0x___2 | 预运行状态（PreOp） |
| 0x___3 | 引导加载状态（Boot） |
| 0x___4 | 安全运行状态（SafeOp） |
| 0x___8 | 运行状态（Op） |
| 0x001_ | 从站上报错误 |
| 0x002_ | 读取到无效厂商 ID、无效产品代码等 |
| 0x004_ | 发生初始化错误 |
| 0x008_ | 从站已禁用 |
| 0x010_ | 从站不存在 |
| 0x020_ | 从站上报连接错误 |
| 0x040_ | 从站上报连接缺失 |
| 0x080_ | 从站上报意外连接 |
| 0x100_ | 通信端口 A |
| 0x200_ | 通信端口 B |
| 0x400_ | 通信端口 C |
| 0x800_ | 通信端口 D |
EtherCAT "在线"（Online）选项卡
当连接到目标系统并在 IO 树中选中 EtherCAT 设备时，"在线" 选项卡将生效。
Online 3：核心操作按钮与计数器列说明
核心操作按钮
- "实际状态（Actual State）" 文本框：显示 EtherCAT 主站设备的当前状态。
- "初始化（Init）" 按钮：向 EtherCAT 主站请求切换至初始化状态。
- "预运行（Pre-Op）" 按钮：向 EtherCAT 主站请求切换至预运行状态。
- "安全运行（Safe-Op）" 按钮：向 EtherCAT 主站请求切换至安全运行状态。
- "运行（Op）" 按钮：向 EtherCAT 主站请求切换至运行状态。
- "清除 CRC 计数（Clear CRC）" 按钮：清除 EtherCAT 从站的循环冗余校验（CRC）计数器。
- "清除帧计数（Clear Frames）" 按钮：将 "发送帧（Send Frames）" 行的计数器清零。
计数器列说明
| 列名（Column） | 列描述 |
|---|---|
| 计数器类型（Counter） | 显示对应行的计数器类型 |
| 周期性（Cyclic） | 包含周期性 EtherCAT 通信的相关信息 |
| 队列式（Queued） | 包含非周期性 EtherCAT 通信的相关信息 |
| 发送帧（Send Frames）行 | 包含已发送传输帧的相关信息 |
| 帧 / 秒（Frames /sec）行 | 包含每秒发送的传输帧数量信息 |
| 丢失帧（Lost Frames）行 | 包含丢失的传输帧相关信息 |
| 发送 / 接收错误（Tx/Rx Errors）行 | 显示网卡在发送和接收过程中的数据丢失情况 |
EtherCAT 从站设备列表视图
"在线" 对话框顶部的列表视图显示所有 EtherCAT 从站设备、它们的状态以及对应的循环冗余校验（CRC）计数器值。
| 列名（Column） | 列描述 |
|---|---|
| 序号（No） | 显示设备在通信环中的从站地址信息 |
| 地址（Addr） | 包含 EtherCAT 从站设备的固定地址（参见 EtherCAT 地址） |
| 名称（Name） | 显示 EtherCAT 从站设备的名称 |
| 状态（State） | 指示 EtherCAT 从站设备的状态（INIT/PREOP/SAFEOP/OP），同时显示错误状态和中间信息 |
| CRC 校验（CRC） | 依次显示单个 EtherCAT 从站各端口（A、B（若使用）、C（若使用）、D（若使用））的 CRC 计数器值，端口间用点分隔。若某端口通过 CRC 校验检测到错误（如帧损坏），该端口的 CRC 计数器将递增。网络传输过程中帧损坏可能由电缆故障、接触不良、接头松动等原因导致 |
EtherCAT 从站设备列表视图的右键菜单
在 EtherCAT 从站设备列表视图中右键单击，将打开上下文菜单。若未选中任何设备，"请求'INIT'状态""请求'PREOP'状态""请求'SAFEOP'状态""请求'OP'状态""请求'BOOTSTRAP'状态""EEPROM 更新..." 和 "高级设置..." 选项将呈灰色不可用状态。
右键菜单选项说明
- 请求'INIT'状态（Request 'INIT' state）：将选中的一个或多个从站设备设置为初始化状态。
- 请求'PREOP'状态（Request 'PREOP' state）：将选中的一个或多个从站设备设置为预运行状态。
- 请求'SAFEOP'状态（Request 'SAFEOP' state）：将选中的一个或多个从站设备设置为安全运行状态。
- 请求'OP'状态（Request 'OP' state）：将选中的一个或多个从站设备设置为运行状态。
- 请求'BOOTSTRAP'状态（Request 'BOOTSTRAP' state）：将选中的一个或多个从站设备设置为引导加载状态（BOOT）。
- EEPROM 更新...（EEPROM Update...）
- 注意事项 1：务必确认 EEPROM 内容与设备文档中指定的固件版本兼容。
-
- 注意事项 2：EEPROM 更新完成后，必须执行硬件重启。
- 显示隐藏设备（Show Hidden Devices）复选框：勾选后将显示带有历史版本号的旧设备描述。
- 浏览...（Browse...）按钮：打开对话框以搜索并打开 EEPROM 描述文件（文件类型为 "EtherCAT 端子配置文件（*.bin）"）。
- 确定（OK）按钮：将选中的 EEPROM 描述写入设备并关闭对话框；若未选中任何 EEPROM 描述文件，该按钮呈灰色不可用。
- 取消（Cancel）按钮：关闭对话框，不向设备写入 EEPROM 描述。
- 固件更新...（Firmware Update...）：打开对话框以搜索并打开 EtherCAT 固件文件（文件类型为 "EtherCAT 固件文件（*.efw）"）。
- 高级设置...（Advanced Settings...）：为选中的端子或从站设备打开 "高级设置..." 对话框；若选中多个设备，该选项呈灰色不可用。
- 属性（Properties）：不仅针对列表中的选中项，还适用于整个表格。打开 "高级设置" 对话框，可在列表中添加额外列，显示从站设备的更多详细信息；还可诊断特定抖动幅度的传输帧数量；在配置模式下，可重新扫描从站设备并向其发送测试传输帧。
- 导出...（Export...）：打开 "另存为" 对话框，将表格内容保存为 CSV 文件（分号分隔的文本文件）。对于截图中的表格，导出内容包括：从站设备名称、物理地址、自动递增地址、厂商 ID、生产编号、版本号、序列号、状态、自动递增偏移量、端口 A CRC 计数器、端口 B CRC 计数器、端口 C CRC 计数器、端口 D CRC 计数器。其中，INIT 状态对应表格值 0x1，PREOP 状态对应 0x2，BOOT 状态对应 0x3，SAFEOP 状态对应 0x4，OP 状态对应 0x8。
来源：倍福官方文档：Beckhoff Information System - English