0 前言
在 EtherCAT 运动控制项目中，普通网线 RJ45 传输最大距离仅 100 米，面对大型厂房、跨车间、远距离设备布线，铜缆传输会遇到信号衰减、电磁干扰问题；变频器、电机强电磁环境下，网线容易受干扰，造成报文丢包、同步抖动、设备频繁掉线。
三格电子 SG‑1Fib‑ECAT‑A/B 是一对 EtherCAT 专用光电转换器，A 型实现电转光，B 型实现光转电，利用光纤介质延长 EtherCAT 总线传输距离，具备极强电磁隔离抗干扰能力，完整兼容 EtherCAT 协议与 DC 分布时钟。本文结合手册讲解产品功能、硬件参数与实际工程案例。
1 SG‑1Fib‑ECAT‑A/B 核心功能介绍
SG‑1Fib‑ECAT‑A/B 成对使用，A 型（电→光）NET1 电口接入 EtherCAT 电信号，转为光信号从 F2 光口输出；B 型（光→电）F1 光口接收光信号，还原为 EtherCAT 电信号从 NET2 网口输出，后端继续接伺服、IO、网关等 EtherCAT 从站。
硬件基础参数
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| 参数项 | 规格说明 |
|---|---|
| 型号区分 | SG‑1Fib‑ECAT‑A：电转光；SG‑1Fib‑ECAT‑B：光转电，必须成对使用 |
| 电口 | RJ45 百兆 100Base‑TX，五类及以上网线，最大传输 100m |
| 光口 | SC 接口，1310nm；最大传输距离 20km |
| 供电 | DC7‑36V（典型 24V/85mA），端子 + 圆头双供电，V1/V2 双电源冗余，不可同时使用圆头与端子 V1；过压过流保护 |
| 工作温度 | -30℃ ~ +75℃工业宽温 |
| 湿度 | 5%‑95% 无冷凝 |
| 安装方式 | DIN 导轨安装 |
| 外形尺寸 | 90mm×133mm×27mm |
指示灯定义
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| 指示灯 | 状态含义 |
|---|---|
| PWR | 电源指示灯，常亮代表供电正常 |
| OP | EtherCAT 总线进入 OP 运行状态时常亮 |
| F1/F2 | 光纤链路指示灯，常亮代表光纤链路连接正常 |
关键特性说明
- 成对使用，A 与 B 必须配套，不能单台独立工作；光纤 TX/RX 需要交叉对接（A 的 TX 接 B 的 RX，A 的 RX 接 B 的 TX）。
- 完整保留 EtherCAT 协议、DC 分布时钟，运动控制同步性能不受光纤传输影响。
- 需要导入 ESI (XML) 设备描述文件，TwinCAT、Codesys、汇川 AutoShop 等主站软件才能识别设备。
- 光纤介质完全电气隔离，能够抵御变频器、大功率电机带来的强电磁干扰。
2 典型工程应用案例
案例 1：跨车间 EtherCAT 总线远距离传输
工况：生产主控制柜在一号车间，伺服执行机构、远程 IO 模块布置在二号车间，两个车间直线距离 1.2km，远超网线 100 米传输上限；现场有大量大功率电机，电磁环境恶劣，普通网线通讯经常抖动掉线。
硬件接线
- 一号车间：EtherCAT 主站输出网线接入 SG‑1Fib‑ECAT‑A 的 NET1 口；
- A 设备 F2 光口使用 SC 光纤线缆连接二号车间 SG‑1Fib‑ECAT‑B 的 F1 光口，注意 TX/RX 交叉；
- 二号车间 B 设备 NET2 电口接入原有 EtherCAT 线型总线，连接伺服、IO 从站；
- PLC 软件导入 A、B 两台设备 XML 文件；扫描 EtherCAT 总线。
实现效果：1.2km 距离稳定传输 EtherCAT 实时报文，光纤隔绝两个车间地环路干扰，所有从站正常进入 OP 状态，多轴 DC 同步不受影响。
案例 2：强电磁环境，压制变频器干扰，解决 EtherCAT 偶发断线
工况：注塑机、冶金设备现场，伺服、变频器密集布置，动力电缆和通讯线缆近距离并行，铜网 EtherCAT 通讯偶尔丢包、从站随机掉线，增加屏蔽网线效果改善有限。
配置方案：
- 控制柜内部主站侧接 SG‑1Fib‑ECAT‑A 电转光；
- 通过光纤把信号送到设备本体附近 SG‑1Fib‑ECAT‑B 还原电信号；
- B 设备 NET2 再接伺服、IO 模块；
光纤无铜导体，彻底隔绝电磁干扰与地电位差，消除地环路造成的通讯故障。
案例 3：TwinCAT 工控机远距离连接 EtherCAT 从站
工况：工控机放置在中控室，现场 EtherCAT 设备距离中控室 800 米，使用 TwinCAT 做软主站。
- TwinCAT 关闭状态，将 A/B 设备 XML 放到
C:\TwinCAT\3.1\Config\Io\EtherCAT目录； - 工控机网卡网线接 A 型 NET1，光纤对接 B 型，B 型 NET2 接入现场 EtherCAT 从站；
- 新建 TwinCAT 工程扫描 EtherCAT 设备；
- 扫描识别 A、B 转换器以及下游全部从站，全部进入 OP 状态，运动控制任务正常运行。
案例 4：汇川 H5U PLC 长距离对接远端 EtherCAT IO 模块
工况：汇川 H5U‑A8 PLC 放置中控柜，远程 IO 模块布置在产线末端，距离 700 米。
- AutoShop 软件导入 SG‑1Fib‑ECAT‑A/B 的 XML，导入完成重启软件；
- 硬件接线：H5U EtherCAT 口接 A 型 NET1，光纤连接 A‑B，B 的 NET2 接远程 IO；
- 在工程管理 EtherCAT 节点执行【自动扫描】，更新组态；
- 编译下载工程，PLC 运行，IO 模块正常交互数字量信号。
3 调试避坑要点
- ⚠️A/B 必须成对使用，光纤 TX/RX 需要交叉，A 的 TX 接 B 的 RX，A 的 RX 接 B 的 TX；F1/F2 灯不亮优先检查光纤接头、收发方向。
- ⚠️必须导入设备 XML (ESI) 文件，否则 EtherCAT 主站无法识别转换器，设备不能进入 OP 状态。
- 供电：端子 V1 与圆头 V1禁止同时接入电源，容易烧毁硬件；PE 端子建议接大地，提升 EMC 性能。
- 光纤仅做信号传输，不提供供电，远端 B 设备需要单独供电 DC7‑36V。
- OP 灯不亮排查顺序：供电→光纤链路 F 指示灯→网线接线→XML 文件导入→扫描总线顺序。
- 可以和 SG‑ECAT‑HUB_6 分支器配合使用；光电转换器后面接分支器，实现远距离 + 星型拓扑组网。
- 光纤不要过度弯折，弯曲半径遵守光纤施工规范，避免光功率损耗过大。
4 总结
SG‑1Fib‑ECAT‑A/B EtherCAT 光电转换器，解决两大行业痛点：EtherCAT 长距离传输、强电磁环境通讯干扰。
- 通讯距离超过 100 米，需要 EtherCAT 实时运动控制 → 选用；
- 变频器、电机强干扰现场，频繁掉线抖动，需要电气隔离 → 选用；
注意：A 型 B 型必须成对使用，光纤交叉收发，主站软件务必导入对应 ESI‑XML 描述文件。
