免责声明：以下内容非原创，基于ETG和Beckhoff的官方信息加上我自己的理解。
可能影响 EtherCAT 网络的错误分为 2 类：
1.硬件错误
•物理介质中断：数据帧无法到达所有从站，或者根本无法返回到主站。比如电缆损坏、接口松动、运行中从站重启等。
• 信息损坏：数据帧到达网络中的所有从设备并返回主设备，但正确的位顺序已损坏（例如 EMC 干扰、错误设备等）。
2.软件错误
•从站在启动时未达到 OP 状态，因为错误地检测到来自主站的一个或多个初始化命令（例如错误的过程数据长度/配置、不支持的循环时间等）。
•由于运行过程中检测到错误，正常工作的从站突然离开OP 状态。 （例如同步丢帧、看门狗超时等）。
1.硬件错误
由代码逻辑以外的原因引起的故障，如EMC干扰、人为因素、硬件故障等。
网络拓扑扫描
从机EEPROM保存从机的Vendor ID、Product Code、Revision Number、Serial Number等信息，可以唯一确定从机的型号。
网络启动时主站扫描的拓扑与配置文件的拓扑不匹配。出现此类错误的原因可能是缺少网络设备或网线顺序错误（插入错误的网线）。
如果发生硬件错误，建议检查 EtherCAT 网络设备是否共用同一地（因为不同地之间的循环电流可能导致数据损坏）
Link Lost error 计数器 0x310
主站在以下两种情况下认为数据帧“丢失”：
(a)数据帧不返回主站；
(b) 数据帧在传输过程中发生失真，导致其中的信息无意义。
有时两个 EtherCAT 从站之间的物理连接会完全中断：信号根本无法到达相邻的从站。
链接丢失，很可能是由于：
• 电缆或连接器损坏（电缆连接）、接触弹片弹性不足或氧化（Ebus 连接）。
•设备临时或永久断电，或设备重启
•EMC 干扰
某个端口的物理连接中断，slave会将该端口的Link Lost Counter加1
链接/活动指示器
连接永久断开的原因可能是连接器被拔出，电缆严重损坏，或设备断电。
EtherCAT 从设备要求每个可插拔端口都支持链接/运行灯。
在检查链路丢失计数器之前（或者对于一些不支持链路丢失计数器的从站），通过查看链路/运行灯很容易看出是否存在永久链路断开问题：这种情况下较低LED 将始终关闭。
尝试使用可拆卸连接器连接到每个端口，目视检查链接/活动指示灯将有助于检查此类故障：
无效帧（Invalid frame）错误计数器
有时，即使硬件信号到达相邻的从机，接收到的信号也与原来发送的不一样：
数据包已损坏，很可能是因为：
•如果此错误计数偶尔增加，则很可能是由于外部 EMC 干扰。
•如果错误计数快速而稳定地增加，则很可能是由于设备损坏。
当某个端口的数据帧损坏时，从站将该端口的Invalid Frame Counter加1。
RX 错误计数器和 CRC 校验错误计数器都表示硬件接收到的数据帧损坏，表征信息非常相似，但两者在从机架构的不同层级检测。意思也略有不同。
这个硬件错误分为两种，都在无效帧计数器中累积：
1.RX 错误（无效帧计数器高字节 0x301+i *2)(i=0,1,2,3）
• MII 端口：RX 错误指向 PHY 芯片检测到的所有可能的错误（如 4B/5B 编码信号错误，或硬件 MLT-3 信号电平错误）。这些错误通过硬件上的 RX_ER 引脚的上升沿反映到 ESC，这是 MII 接口的一部分。
•EBUS 端口：每当出现意外的曼彻斯特编码错误时，都会检测到 RX 错误，尤其是在以下情况下：
——脉冲太窄（≤<3.5ns）导致位检测小于
–IDLE越界：数据框外的逻辑1
–在数据帧内检测到帧开始标志（在两个帧开始标志标记之间没有帧结束）
--数据框外的帧结束标志（两个帧结束标志之间没有帧开始标志）
注意：可能发生在数据帧内部或外部（即使没有数据帧传输，每个物理接口都会传输idle symbol，即idle）
2.CRC 错误（无效帧计数器的低字节 0x300+i* 2) (i=0,1,2,3）
l 整个数据帧的循环冗余校验 (CRC) 错误
l 在数据帧中出现（只检查以太网数据帧）
注意：数据帧内发生的RX错误也将被视为非法帧错误。
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为了从显示的CRC错误计数分析网络中故障点的分布，建议：
1.沿网络数据帧传播方向逻辑确定从端口执行CRC校验的顺序
2.检查第一个报告错误计数器不为零的端口：报告第一个报告不为零的无效错误计数器的端口→很可能是故障点。
3.定位故障点后，应进行如下操作：
•检查与最后一个从站的连接电缆：
-EtherCAT网线的方向是否靠近电源线或干扰源？
-自制电缆的接头做工差吗？
-电缆的屏蔽层是否接地良好？
•检查故障点的站和之前的从站：
-是否供电不足（提供给本站的电流太小，例如：EBUS电流）？
-两个从机的连接位置不是等电位的吗？
•尝试用之前的从站替换这个从站，或者交换两者的顺序，看看错误是跟随从站还是发生在原来的位置。
对于EMC干扰，应该会导致RX和CRC错误都增加（尽管增加的概率可能不同），因为外部干扰不能与通信同步，所以以太网数据帧内外都有将是损坏的数据。
完全不平衡的计数值（很多 RX 错误但没有 CRC 错误，或非常 CRC 错误但没有 RX 错误）可能意味着其中一个从站中存在内部硬件错误或接口损坏。
转发的 CRC 错误计数器
一些从站还支持转发 CRC 错误计数器 0x308+i (i=0,1,2,3）(Forwarded CRC Error Counters )：第一个检测到 CRC 错误的从站增加其 CRC 错误计数器 ( Register0x0300），以及第二个及以后检查CRC错误的slave增加其转发CRC错误计数器（Register0x0308），而CRC错误计数器保持不变。
并非所有从站都支持转发 CRC 错误计数器功能（此功能是可选的），因此应将此计数视为补充信息：有助于定位第一个错误设备，但不是关键指标。
当这种类型的ESC第一次检测到错误时，将转发给下一个从机的数据帧会有一个FCS校验错误，并且在数据帧的末尾有一个额外的数据位。这个帧会被下一个slave检查（根据双方使用的PHY/ESC），并将错误映射到对应的转发RX错误计数器寄存器。
某些 ESC 不支持转发 RX 错误计数器。一些 PHY 会将此视为电平错误并附加 4B/5B 禁用信号会导致下一个 ESC 接收“优先级”RX 错误，而不是转发 RX 错误。
此错误转发机制可以作为附加或可选说明：如果 ESC 端口显着增加转发的 RX 错误计数器，但 RX 和非法帧错误计数器没有显着变化，则通信问题很可能不在前面的段中港口。反之（只有当有RX/非法帧错误且没有转发RX错误时，判断问题出在端口之前）不一定正确！
EtherCAT 主站支持两种不同的错误计数器：
EtherCAT 主站支持两种不同的错误计数器：
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•RxErrors：与slave端的RX错误计数器类似，网卡统计符号错误（数据帧内外发生的错误）的数量。
•丢失数据帧：由于EtherCAT闭环某处中断，返回主站失败的数据帧和返回但CRC校验错误的数据帧，TwinCAT将其视为丢失的“丢失” ”。在 TwinCAT 中，如果一个数据帧丢失，该数据帧中包含的所有数据包（Datagram，SyncUnit 同步单元）会报 Working Counter 错误，表明所有从站的 WcState 都是 Invalid。
考虑不同的数据框类型：
•Cyclic：循环数据帧发送要交换的过程数据（ProcessData）：
•Queued：排队数据帧，包括所有非周期性数据帧特征数据帧：
邮箱，
状态机，
注册访问
注意：刚上电，每个端口的环回状态默认设置为自动模式。
RX Error Counter、Invalid Frame Error Counter、Forward RX Error Counter的值只有在端口状态打开时才会递增。
硬件错误的补充信息
当设备上电或相邻设备断电时，设备可以立即检测到 RX 错误（或部分 CRC 错误）。只有在操作期间发生的错误才应被视为实际或潜在问题，并进行持续监控。
没有通讯接口是完全没有错误的。一个典型的通信接口可以容忍 10-12 的误码率（每万亿比特传输数据一个错误），这意味着即使在没有恶劣环境的情况下，硬件错误计数器的值也会偶尔发生变化（在几天内） 或连续运行数周）。只有大的或频繁的硬件错误（在几秒钟或几分钟内）才应被视为实际或潜在问题。
发生在数据帧之外的错误，当它们在运行时发生时，也可以被认为是硬件错误的信号。但是，CRC错误应该主要被注意，因为它们代表了帧内容和它所携带的信息中的错误。
例子
ECAT 处理单元错误计数器 0x30C
ESC 的 EtherCAT 处理单元能够检测到数据帧结构中的更多错误
-EtherCAT 帧长度错误（对于 IEEE80 定义的最大和最小帧长度太大2.3 帧长或太短）
-如果寄存器0X0100.0=0，端口接收非EtherCAT数据帧
-如果端口0关闭，则loopback帧的环回计数位等于1
工作计数器 WKC
EtherCAT 数据帧中的每个数据包都以 16 位工作计数器 (WKC) 结束。在数据报文中指定一个从站后，它将递增。递增原理如下：
只读命令（xRD）：如果从站内存可读，则WKC+1.
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只写命令（xWR）：如果从内存是可写的，那么WKC+1.
Read+Write 命令（xRW）：如果从机内存可读 WKC+ 1. WKC+2 如果可写（即读写都成功，则WKC+3).
工作计数器的信息是随数据帧周期性刷新的，不依赖于特定寄存器的通道。
主站同时接收工作计数器和对应的子报文，当接收到非法或不一致的数据时迅速响应。
与工作计数器有关 该消息是一个数字量（“工作计数器正确”或“工作计数器非法”），不区分错误原因。非法工作计数器可能由几种不同的情况引起：
-一个或多个从设备与网络物理断开连接，或者没有被数据帧寻址
-一个或多个从站重新启动
-addressed 到达的slave未能处理相应的子消息
-从机的EEPROM前7个字有错误（这里不知道原理）
-a slave 本站当前状态机不允许对该命令对应的存储区进行操作（可能是邮箱通道或进程数据通道）
-一个slave还在响应最后一个命令（只有邮箱通道）
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-从机的ESC或处理器级别出现硬件错误，或者处理器级别出现固件错误
工作计数器的主要目的是立即检测通信错误，（即主站快速响应），而不是准确分析通信错误
注意：未来希望的一个功能，但是这个功能对master和内核有很大的改变：SyncUnits（同步单元）把slave分成不同的组网络连接错误105是什么意思，每个组使用不同的数据报，所以每次同步单位有独立的WKC。如果发生故障，会出现 WKC 错误，丢弃该组数据，使用旧数据。
2.软件错误
软件层面的诊断信息，通常与EtherCAT状态机的运行有关：一旦slave不能按照master的要求进入正确的状态，就会在slave的寄存器字（Register 0x0134）)。
•初始化状态
-没有应用层通信
-master 只能访问数据链路层寄存器
•运营前状态
-启用邮箱通信
-无进程数据通信
•安全运行状态
- 可以进行邮箱通信
- 可以处理数据通信，但只有输入数据有效
•运行状态
-可以通过邮箱进行交流
-可处理数据通讯，输入输出数据均有效
• 启动状态
- 可选，用于固件更新
- 没有进程数据通信
- 通过特殊设置进行邮箱通信（仅限 FoE）
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初始化错误（从站启动时无法进入OP状态）：
在状态机切换过程中，主站根据ESI文件的内容向从站发送初始化命令。如果从站检测到一个或多个启动参数无效，则拒绝相应的状态机切换。
此时Register0x0134的值显示为：
-0x0003:InvalidDeviceSetup（从站应用相关设置无效，如总线耦合器未安装物理模块）
-0x001D：无效的输出配置（配置的输出过程数据无效）
-0x001E: Invalid Input Configuration（配置无效输入过程数据）
-0x0035：无效的同步循环时间（不支持在直流模式下设置的循环时间）
运行时错误（从机退出OP到低级状态）：
正确配置的slave成功进入OP状态后，运行过程中检测到错误，因此执行切换到较低状态。
此时Register0x0134的值显示为：
-0x001A:同步错误（网络抖动导致从机同步丢失）
-0x001B:Sync manager watchdog（从站不接收周期性数据的时间，持续时间比看门狗时间长）
-0x002C: FatalSYNCerror（ESC没有再次收到SYNC硬件中断）
疑难解答：
1.检查主设备的抖动性能（抖动范围）是否可以证明发生了同步丢失。 （当最大抖动超过通信周期的20-30%时，容易出现同步错误）。
2.检查是否发生硬件错误，例如物理连接丢失，可能间接导致Watchdog动作网络连接错误105是什么意思，或丢失同步
3. 仅仅检查并不能解决问题，使用 Wireshark 进行跟踪可能是一个有用的解决方案。
4.读取从站的最小循环时间0x1C32/0x1C33，用网络分析仪测试帧传播抖动，检查主站设置的移位时间。
5.利用 Beckhoff 主站本身的诊断功能，可以测试从站内部处理时序相关的抖动。比如从站接收到的数据帧的抖动，同步偏移时间SYNC Shift Time。
6.（AM60等模块化从站0)检查配置的模块列表是否与实际物理连接的从站模块相对应。
