EtherCAT starfsreglur
1. Aðferð :
There ert a tala af Ethernet lausnir í boði til að veita raunverulegur-tími virkni: til dæmis er CSMA / CD aðgang aðferð er óvirk með hærra stigi siðareglur lag og skipta með tímaskeið eða könnun ferli. Aðrar lausnir nota hollur rofar og nota nákvæma tímastjórnun til að dreifa Ethernet pakka. Þrátt fyrir að þessar lausnir geti skilað pakka við tengda Ethernet hnúður hraðar og nákvæmari, er bandbreidd nýtingin mjög lítil, sérstaklega fyrir dæmigerða sjálfvirkan búnað, því að jafnvel fyrir mjög litlar bindi þarf að senda heill Ethernet ramma. Þar að auki fer tíminn sem þarf til að beina til framleiðslustöðvarinnar eða akstursstýringar og lesa inntaksgögn fyrst og fremst eftir framkvæmdarmáti. Venjulega þarf einnig að nota sub-strætó, sérstaklega í mát I / O kerfinu, þessi kerfi og BeckhoFF K-strætó, í gegnum samstilltu undirbusskerfinu til að flýta flutnings hraða en slík samstilling mun ekki geta komið í veg fyrir tafir af völdum samskiptabifreiðarinnar.
Með því að nota EtherCAT tækni braust BeckhoFF í gegnum þessar takmarkanir kerfisins á öðrum Ethernet lausnum: Í stað þess að fá Ethernet pakka á hverjum tengipunkti eins og áður, afkóðun og afritun sem aðferðargögn. Þegar rammi fer í gegnum hvert tæki (þar með talið undirliggjandi tengibúnaður), lesur EtherCAT þjónnstjórinn gögn sem eru mikilvæg fyrir tækið. Á sama hátt er hægt að bæta inntaksgögnum í skilaboðin eins og það fer í gegnum. Þegar ramman er liðin (aðeins nokkrar bætur seinkaðar) viðurkennir þjónn viðkomandi skipun og vinnur það. Þetta ferli er útfært í vélbúnaði í þrælstjórnandanum og er því óháð rauntíma stýrikerfinu eða gjörvi frammistöðu siðareglur stafla stafla. Síðasti EtherCAT þjónninn í hlutanum skilar fullu unnum skilaboðum þannig að skilaboðin séu skilað sem svar frá fyrsta þrælinu til skipstjóra.
Frá Ethernet sjónarhóli er EtherCAT strætó hluti einfaldlega stórt Ethernet tæki sem getur tekið á móti og sent Ethernet ramma. Hins vegar inniheldur "tækið" ekki einn Ethernet stjórnandi með downstream örgjörvi, en aðeins stór fjöldi EtherCAT þræla. Eins og allir aðrir Ethernet, EtherCAT getur komið á fót samskipti án þess að þurfa að skipta, þannig að búa til hreint EtherCAT kerfi.
2. Klemmurnar innleiða Ethernet:
Hvert tæki kerfisins tryggir notkun á heill Ethernet samskiptareglum, jafnvel fyrir hverja I / O tengi, án þess að nota undirbuss. Einfaldlega umbreyta sendingarmiðill tengibúnaðarins frá brenglaður par (100baseTX) til E-rútu til að uppfylla kröfur rafeindabúnaðarins. E-bendingartegundin (LVDS) í flugstöðinni er ekki hollur, það er einnig hægt að nota fyrir 10 Gigabit Ethernet. Í lok flugstöðvarinnar eru líkamsbifreiðareiginleikarnir breytt aftur í 100baseTX staðalinn.
Standard Ethernet MACs eða ódýrt staðarnet kort (NIC) nægja til notkunar sem vélbúnaður í stjórnandi. DMA (Direct Memory Access) er notað til að flytja gögn í tölvuna. Þetta þýðir að netaðgang hefur engin áhrif á árangur CPU. Sama regla er notuð í BeckhoFF multiport kortinu, sem bætir allt að 4 Ethernet sund í einum PCI rauf.
3. Siðareglurvinnsla er fullkomlega gerð í vélbúnaði
3.1 siðareglur:
EtherCAT samskiptareglan er bjartsýni fyrir vinnslu gögn og það er flutt beint til Ethernet ramma eða þjappað í UDP / IP tölfræði. UDP samskiptareglan er notuð þegar EtherCAT hluti í öðrum undirnetum er beint af leiðinni. Ethernet ramma getur innihaldið nokkrar EtherCAT skilaboð, hvert sem er tileinkað tilteknu minni svæði sem hægt er að nota til að forrita rökrétt vinnslu mynd allt að 4GB að stærð. Þar sem gögn keðja er óháð líkamlegri röð EtherCAT skautanna, er hægt að taka á móti EtherCAT skautunum á frjálsan hátt. Slave stöðvar geta sent út, multicast og samskipti.
Samskiptareglan getur einnig höndlað venjulega samskipti utan hringrásar. Uppbygging og merking breytur er stillt af CANOPEN tækjaprófinu og þessi snið eru notaðar til margs konar tækjaflokka og forrita. EtherCAT styður einnig háð reglur sem uppfylla IEC 61491 staðalinn. Sniðið er nefnt eftir SERCOSTM og er almennt viðurkennt í heimi umsókna um hreyfimyndun.
Auk þess að skiptast á gögnum í samræmi við skipan / þrælahlutinn, er EtherCAT einnig mjög hentugur fyrir samskipti milli stjórnenda (meistara / meistara). Frjálst aðgreindar gagnasöfnunarferli vinnslukerfisins og ýmsar breytur, greiningartækni, forritun og fjarstýringarþjónustu geta mætt mörgum kröfum. Gagnaviðmótið fyrir skipstjóra / þrælasamskipti við skipstjóra / meistara er það sama.
FMMU: Skilaboðvinnsla er fullkomlega gerð í vélbúnaði
3.2 árangur:
EtherCAT hefur náð nýjum hæðum í netafköstum. Endurnýjunarlotan 1000 skipta I / O gögnin er aðeins 30μs, þ.mt endapunktur hringrásartímans. Með Ethernet ramma er hægt að skipta um 1486 bæti af vinnslu gögnum, sem samsvarar næstum 12.000 stafrænu I / Os. Sending þessarar gagnageymslu er aðeins 300 μs.
Samskipti við 100 servóása tekur aðeins 100 μs. Á þessum tíma geta sett gildi og stjórnargögn veitt öllum ásum og hægt er að tilkynna stöðu þeirra og stöðu. Úthlutað klukkutækni tryggir að samstilltími milli þessara ása vegi minna en 1 smásjá.
Að nýta betri árangur EtherCAT tækni er hægt að framkvæma stjórnunaraðferð sem ekki er hægt að veruleika með hefðbundnum akstursleiðakerfi. Þannig er einnig hægt að mynda öfgafullt stýripúlu með rútu. Aðgerðir sem áður þurftu staðbundið hollur vélbúnaðarstuðningur geta nú verið kortlagður í hugbúnaði. Björt bandbreidd auðlindir leyfa stöðu gögn til að senda samhliða öllum gögnum. EtherCAT tækni gerir samskiptatækni kleift að passa nútíma hágæða iðnaðar tölvur. Strætiskerfið er ekki lengur flöskuháls stjórnkerfisins. Úthlutað I / O gagnaflutningur umfram árangur sem aðeins er hægt að ná með staðbundnum I / O tengi.
Þetta frammistaða net frammistöðu er augljóst í litlum stýringar með tiltölulega í meðallagi tölvuafl. Hraðhlaup EtherCAT er hægt að ljúka á milli tveggja stýrikerfa. Þess vegna hefur stjórnandi alltaf nýjustu inntaksgögnin, og seinkun á framleiðslugetu er í lágmarki. Svörunarhegðun stjórnandans er verulega bætt án þess að þurfa að auka eigin tölvuafl.
Meginreglan um EtherCAT tækni er sveigjanleg, ekki takmörkuð við 100M bandbreidd - Ethernet framlengt til Gigabit er einnig mögulegt.
3.3 EtherCAT kemur í stað PCI:
Með hraða miniaturization tölvuhluta fer stærð iðnaðar tölvur aðallega eftir nauðsynlegum fjölda rifa.
Notkun háhraða Ethernet bandbreidd og gögn bandbreidd EtherCAT samskiptabúnaðarins (EtherCAT Slave Controller) opnar nýjan möguleika til að beita: Tengi sem eru venjulega staðsettar í IPC eru fluttar í greindar tengi skautanna í EtherCAT kerfinu. Auk þess að dreifa I / O, öxlum og stýringareiningum er hægt að ná í flókin kerfi eins og Fieldbus Masters, háhraða raðtengi, gáttir og önnur samskipti tengi í gegnum Ethernet tengi á tölvunni. Jafnvel önnur Ethernet tæki sem ekki eru takmörkuð við varanlegar samskiptareglur geta verið tengdir með dreifðum rofalestum. Stærð iðnaðar PC gestgjafi er að verða minni og minni, og kostnaðurinn er að verða lægri og lægri. Ethernet tengi er nóg fyrir öll samskiptaverkefni.
Ethernet er notað í stað PCI fieldbus tækjanna (Profibus, CANOPEN, DeviceNet, AS-I, osfrv.) Til að samþætta með úthlutaðum hraðbrautum. Ekki nota Fieldbus húsbóndi vistar PCI rifa í tölvunni.
3.4 Topology:
Rútur, tré eða stjarna: EtherCAT styður nánast hvaða topology sem er. Þess vegna er einnig hægt að nota svæðisbifreiðarsamstæða rútuuppbyggingu fyrir Ethernet. Sameining strætis og útibúsins er sérstaklega gagnlegt fyrir kaðall kerfisins. Öll tengi eru staðsett á tenginu og engar viðbótarrofar eru nauðsynlegar. Auðvitað er einnig hægt að nota hefðbundna rofa-stjörnu stjörnu Ethernet topology.
Notkun mismunandi flutningskabla hámarkar sveigjanleika kaðallarinnar. Sveigjanleg og ódýr staðall Ethernet patch snúru getur sent merki um Ethernet ham (100baseTX) eða með E strætó. Optical fiber (PFO) er hægt að nota til sérstakra forrita. Ethernet bandbreidd (td mismunandi ljósleiðara og koparkablar) er hægt að nota í tengslum við rofa eða fjölmiðla breytir. Eðliseiginleikar Fast Ethernet geta gert fjarlægðin milli tækjanna nær 100 metra, en E-rúturinn getur aðeins tryggt bilið 10 metrar. Fljótur Ethernet eða E-Bus er hægt að velja í samræmi við fjarlægðarkröfur. EtherCAT kerfið er til staðar fyrir allt að 65.535 tæki, þannig að allt netið er næstum ótakmarkað
4. Frjáls val á efnafræði
Það er hámarks sveigjanleiki á kaðallinum: hvort á að nota rofar, hvort sem er að nota strætófræði eða tréfræði. Sjálfvirk heimilisfangsverkefni; engin þörf á að setja upp IP-tölu.
4.1 Úthlutað klukka:
Nákvæmar samstillingar eru sérstaklega mikilvægar í dreifingarferlinu þar sem krafist er fjölbreyttar samtímis aðgerða, svo sem þegar nokkrir servósaxar eru að framkvæma samtímis tengistörf.
Nákvæm kvörðun dreifðs klukka er skilvirkasta lausnin fyrir samstillingu. Hins vegar, ef fullur samstilling er notaður, mun gæði samstillingargagna verða mjög fyrir áhrifum þegar samskiptavillur eiga sér stað. Í samskiptakerfinu er skref fyrir skref kvörðunarklukkan þolgóð í biðröð að einhverju leyti. Í EtherCAT er gagnaskipti eingöngu byggð á hreinum vélbúnaðarbúnaði. Þar sem samskiptin nýtir rökréttan hringrásarnet uppbyggingu, fullt tvískiptur Fast Ethernet og raunverulegan hringrásarnet uppbyggingu, getur "aðalklukka" einfaldlega og nákvæmlega ákvarðað rekstrarkostnað fyrir hverja "þrælahlut" og öfugt. Dreift klukka er stillt á grundvelli þessarar gildis, sem þýðir að það getur veitt mjög nákvæman klukka með minna en 1 smásjá í netinu.
Hins vegar eru hágæða úthlutað klukkur ekki aðeins notuð til samstillingar heldur einnig að veita nákvæmar upplýsingar um staðartíma við gagnasöfnun. Vegna kynningar á nýjum útbreiddum gögnum gerðar má mæla gildi með mjög nákvæmum frímerkjum.
4.2 Hot tenging:
Margir forrit þurfa að breyta I / O stillingum meðan á notkun stendur. Til dæmis, vinnslustöð með breyttum eiginleikum, skynjarabúnaði tólakerfi, greindur flutningsbúnaður, sveigjanlegur vinnubúnaður og prentari sem getur sjálfstætt lokað prentuninni. EtherCAT kerfið tekur tillit til þessara krafna: Með "heitri tengingu" virka geturðu tengt eða aftengt hina ýmsu hluta netkerfisins eða "endurstillt" virkilega til að búa til sveigjanlegt svar við breyttum stillingum.
4.3 Hámark framboð:
Valfrjálst kaðallóþol uppfyllir aukna eftirspurn eftir aukinni kerfi framboðs svo að búnaður geti verið skipt út án þess að slökkva á netkerfinu.
EtherCAT styður einnig óþarfa aðalstöðvar með heitum biðstöðu. Þar sem EtherCAT þjónnstýringin skilar sjálfkrafa ramma þegar truflun er upp kemur tæki bilun ekki til þess að kerfið verði lokað. Til dæmis getur snúruna verndar keðja verið sérstaklega stillt í formi stutta bar til að koma í veg fyrir brot.
4.4 öryggi:
Öryggisaðgerðir eru almennt framkvæmdar sérstaklega frá sjálfvirkanetinu, í gegnum vélbúnað eða með því að nota sérstakt öryggisbusskerfi. Þökk sé TwinSAFE (öryggis tækni BeckhoFF) er nú hægt að nota öryggisreglurnar um EtherCAT fyrir öryggis tengdar samskipti og stjórn á samskiptum á sama neti.
Öryggisleiðbeiningin byggist á umsóknarlaginu EtherCAT og hefur ekki áhrif á neðri lögin. Þessi öryggisskýrsla hefur verið staðfest samkvæmt IEC 61508 til að ná öryggisstigi (SIL) 3 og getur jafnvel náð SIL4 eftir að hafa tekið viðeigandi ráðstafanir. Lengd gagna getur verið breytileg þannig að siðareglur gilda jafnt um öryggi I / O gögn og öryggis drif tækni. Eins og aðrar EtherCAT gögn, er hægt að flytja örugg gögn án þess að nota örugga leið eða hlið.
4.5 Greining:
Greiningarnákvæmni netkerfisins er mjög mikilvægt til að auka framboð á netinu og draga úr notkunartíma (þannig að draga úr heildarkostnaði). Ekki er hægt að eyða villum strax ef þau eru fljótt og örugg greind og greinilega auðkennd. Þess vegna var sérstakt athygli á eðlilegum greiningartækjum við þróun EtherCAT.
Í prófunaraðgerð er raunverulegt stillingar I / O-tengisins skoðuð fyrir samfellu með því að nota tilgreindan stillingu. The topology verður einnig að passa við uppsetningu. Vegna innbyggðrar tónskóðar auðkenningar er hægt að staðfesta I / O þegar kerfið er hafin eða þegar það er sjálfkrafa komið fyrir.
Hægt er að greina hluti villur við gagnaflutning með gilt 32-bita CRC. Til viðbótar við uppgötvun og staðsetningar á brotpunkta gerir flutningur á líkamlegu laginu og efnafræði í gegnum EtherCAT kerfi siðareglur mikilvægt að fylgjast með hvers kyns flutningsgetu að veruleika. Með því að greina sjálfkrafa viðeigandi villuskilum getur gagnrýna netþátturinn verið einmitt staðsettur. Þú getur greint og fundið heimildir um stöðuga villu eins og EMC truflun, gallaða tengi eða skemmda snúrur, jafnvel þótt þeir hafi ekki haft mikil áhrif á getu netsins til að lækna sjálfan sig.
4.6 Hreinskilni:
EtherCAT tækni er ekki aðeins fullkomlega samhæft við Ethernet heldur einnig sérstaka hönnunarhönnun. Þessi samskiptareglur geta verið samhliða öðrum Ethernet samskiptareglum sem veita ýmsa þjónustu og öll samskiptareglur eru til á sama líkamlegu miðli - venjulega aðeins. lítil áhrif. Staðlað Ethernet tæki geta verið tengt við EtherCAT kerfi með rofi, sem hefur ekki áhrif á hringrásartímann. Tæki með hefðbundnum Fieldbus tengi er hægt að samþætta inn í netið með tengingu EtherCAT Fieldbus Master Terminal. The UDP samskiptareglur afbrigði gerir tækinu kleift að samþætta í hvaða rifa tengi. EtherCAT er að fullu opið siðareglur sem hefur verið skilgreint sem formlegt IEC forskrift (IEC / PAS62407).