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  • 英威腾DA180-N伺服,带你体验EtherCAT的速度与激情

    英威腾DA180-N伺服,带你体验EtherCAT的速度与激情

    为什么一个优秀的工程师在系统设计的第一步就要选择正确的总线技术? 总线系统也许并不意味着所有……但没有它,就不会有智能伺服驱动器! 它不仅是伺服系统架构的核心部分,而且其性能决定着整个伺服系统能否达到最高性能。同时,总线系统也是决定系统成本、 调试时间和稳定性的关键因素。 传统的伺服市场以脉冲和CAN 总线为主,随着智能制造技术要求的提升,国内工业机器人和高精密设备等行业的高速发展,对多轴、高性能伺服的需求越来越多。EtherCAT总线开始成为新一代的技术,逐步取代CAN总线。 什么是EtherCAT EtherCAT 是一项高性能、低成本、应用简易、拓扑灵活的工业以太网技术。它于2003年被引入市场,2007年成为国际标准。EtherCAT是一项开放的技术:允许任何人实施或应用。 EtherCAT独特处理帧的运行方式使得它成为最快的工业以太网技术。没有任何其他技术能获得比EtherCAT更高的带宽速率或相应性能。它也因此成为“工程师的最佳选择”。EtherCAT的学霸特征特别适用于驱动技术。 DA180-N是英威腾在DA180伺服驱动器的基础上,增加EtherCAT总线通信功能而推出的新产品,涵盖该系列全功率段产品。 英威腾DA180-N产品优势 · 极速通讯 DA180-N通信速率极高,可靠性强,同步周期最快250us,实现现场实时、高速、高精、高动态、总线控制,显著提高应用的效率。 · 灵活配置 EtherCAT 在网络拓扑方面没有任何限制。几乎无限数量的节点可以组成线型、树型、星型拓扑及任何拓扑的组合。由于具备自动链接检测功能,节点和网段可在运行中断开及重新连接。 · 多功能 可以支持主站-从站,主站-主站和从站-从站,以及包含下级现场总线的通信,实现完全覆盖。 · 简单耐用 相比于传统的现场总线系统,无需配置交换机或路由器,无需处理复杂的MAC或IP地址。节点地址可被自动设置,无需网络调试;故障自诊断,准确定位错误点,检修维护方便。 英威腾DA180-N响应频率达2.0kHz,3倍过载能力,负载惯量自识别,同步信号抖动小于10ns,同步抖动小于1us,在EtherCAT从站控制器中使用的分布式时钟能确保高同步性和同时性,广泛适用于工业机器人、机床机械、电子制造设备、激光设备、锂电池设备、印刷包装等行业,满足多设备远距离、高速同步控制需求。 如同高速公路一样,路况越好、车道越多,承运能力就越强。DA180就像一列环行的“高速列车”,在Modbus、CANopen的跑道上,开启EtherCAT总线新时代。现诚邀您与我们一起去体验英威腾DA180-N速度与激情。 解决方案精选 1. 贴标机解决方案 2. 口罩机解决方案 3. 六轴开料机解决方案 4. 枕式包装机解决方案

    时间:2020-10-20 关键词: 英威腾 ethercat 总线

  • 带你看工业以太网交换机发展历程,EtherCAT工业以太网技术原理详解

    带你看工业以太网交换机发展历程,EtherCAT工业以太网技术原理详解

    工业以太网很早便出现在人们视野当中,目前,工业以太网的应用也较为成熟。本文中,小编将基于两方面介绍工业以太网相关知识:1. EtherCAT工业以太网技术原理详解,2.工业以太网交换机历程阐述。 一、EtherCAT技术原理 EtherCAT是一种实时以太网现场总线系统,该协议可以用于过程数据的优化传输。EtherCAT协议可以包括几个EtherCAT报文,每个报文都服务于一块逻辑过程映像区的特定内存区域,该区域最大可达4GB字节。要发送和接收的数据顺序不依赖于网络中以太网端子的物理顺序,可以任意编址。 作为一种实时以太网协议,EtherCAT从站的OSI模型可以用图1简单描述。在图1中,ISO国际标准组织所定义的开放系统互连七层OSI模型被压缩成了具有物理层、数据链路层和应用层的3层模型。物理层为网络信号的传输提供了物理链路。数据链路层的主要任务是在特定的“时间窗”内从以太网帧中提取数据并把要输出的数据插入到以太网帧内,同时对数据进行检查校验。如果动作在特定的时间窗内不能完成,就会认为动作失败。应用层的作用是处理数据链路层的请求,并作出适当的反应。 EtherCAT协议本身决定了它无需接收以太网数据包,将其解码,之后再将过程数据复制到各个设备。它具有主从数据交换原理,需要主站和从站配合完成工作,因而,EtherCAT非常适合主从控制器之间的通讯。EtherCAT主站传递的以太网帧包含了所有的I/O从站数据,报文在I/O从站间传递,每个从站用极短的时间获取数据并将要发出的数据写入到以太网帧的相应位置,然后将报文传递给下一个从站。最后一个从站处理结束后,将报文传递回EtherCAT主站。 EtherCAT协议结构如图2所示。图2表明,由于发送和接收的以太网帧压缩了大量的设备数据,EtherCAT充分利用了IO层的带宽,采用EtherCAT协议进行数据传输,可用的数据传输速率可达90%以上,100 Mbit/s的全双工特性完全得以利用。有资料表明其处理1000个数字量I/O只需30微秒,处理200个l6位模拟量信号只需50微秒,即取样频率达到20kHz。这种实时以太网协议非常适合要求实现快速控制的应用场合,可以做到真正把以太网应用于传感器/执行器级。EtherCAT协议本身决定了它几乎支持任何拓扑类型,包括线型、树型、星型等,并且不受限于级联交换机或集线器的数量。 在故障诊断方面,EtherCAT通过CRC校验,可以有效地检测出数据传送期间的位故障,EtherCAT通过匹配性检查可以进行断线检测和故障定位。另外,EtherCAT系统的协议还可以对各个传输段分别进行品质监视,与错误计数器关联的自动评估还可以对关键的网络段进行精确定位。 二、工业以太网交换机改革历程 工业以太网交换机在工业级设计一般在设计上满足:工业宽温设计,4级电磁兼容设计,冗余交直流电源输入,另外PCB板一般做“三防”处理。工业现场的环境比普通环境都要恶劣,至少在震动,湿气,温度上都要比普通环境恶劣,普通交换机在设计上没有抵御在工业环境中出现的各种情况的能力,普通交换机不能长时间工作在这种恶劣环境下,经常容易出现故障,更使维护成本上升,一般不建议在工业环境中使用商业交换机,为了能使交换机在这种恶劣环境中使用,故生产出能适应这种环境的交换机,工业级别的交换机的可靠性有电源故障,端口中断,可由继电器输出报警,冗余双直流电源输入,主动式电路保护,过压、欠压自动断路保护。 目前。国内工业以太网交换机市场中,电力、轨道交通、风力发电、煤矿是工业交换机的重点应用领域,占到市场的70%。中国工业以太网交换机市场活跃着大约50家厂商。中国工业以太网交换机市场的外资厂商在15家左右,台资厂商3-4家,本土厂商30家左右。本土厂商中以地方品牌居多。在工业以太网交换机的销售中有近70%的工业以太网交换机是通过分销的方式进入到市场的。通常外资企业采用分销的方式销售产品,内资企业采用直销的方式。 国内工业以太网的制约因素很大程度上还是因为没有一个统一的通用标准,产品参差不齐,价格差异大,用户选择困难。同时,工业以太网技术与现场总线技术长期并存。这限制了工业以太网交换机向更广阔的应用领域发展。正维通信近几年通过研发人员的努力实现了以太网与总线技术的合并,WISE3000B系列产品很好的做到了两者的融合。 中国未来工业以太网交换机将伴随着工业自动化进程的不断推进和工业以太网技术应用的不断推广,迎来更大的发展。从技术角度,实时通讯、稳定性、安全性等是工业以太网交换机产品的着眼点。随着无线网络、蓝牙等网络技术的发展,工业以太网交换机将继续前行。从产品角度,多功能化是工业以太网交换机发展的方向。网管型工业以太网交换机比非网管型功能更强大。 以上便是此次小编带来的“工业以太网”相关内容,通过本文,希望大家对EtherCAT工业以太网技术原理以及工业以太网交换机发展历程具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-10-10 关键词: 工业以太网 指数 ethercat

  • 瑞萨电子推出基于32位RX微控制器的EtherCAT功能安全解决方案

    瑞萨电子推出基于32位RX微控制器的EtherCAT功能安全解决方案

    2020 年 9 月 29 日,日本东京讯 - 全球半导体解决方案供应商瑞萨电子集团今日宣布推出基于EtherCAT的功能安全(FSoE)的应用软件套件,从而扩展RX功能安全解决方案,这也是半导体制造商在EtherCAT上支持功能安全的首款软件产品。瑞萨电子的RX功能安全解决方案针对工业自动化应用,可降低功能安全国际标准IEC 61508 SIL3认证的复杂性。 瑞萨全新FSoE软件基于由全球最大的工业以太网组织EtherCAT Technology Group发布的FSoE标准。购买该套件,除具有功能安全支持的RX微控制器(MCU)和FSoE从站应用软件外,开发人员还可获得FSoE协议栈,从而加快采用FSoE工业设备的开发速度。该套件可快速实现支持功能安全所需的通信功能,例如使用RX MCU进行危险或紧急停止信号报警指示等。 瑞萨电子物联网平台事业部副总裁伊藤荣表示:“伴随智能工厂的持续发展,越来越需要自主的机器对机器(M2M)通信、通过工业以太网支持安全部署的强大通信总线系统,以及确保安全可靠的冗余系统设计。通过早期支持FSoE这一工业以太网标准的软件,我相信瑞萨将加快功能安全产品的开发,满足客户的需求。” 除先前基于RXv1和RXv2内核构建的MCU外,RX功能安全支持现已扩展至基于RXv3内核构建的所有MCU(例如RX72M、RX72N、RX72T、RX66N和RX66T)。凭借认证软件,用户无需开发MCU专用的功能安全软件,而只需专注于自身应用的软件开发。在开发支持功能安全的设备时,RX MCU用户还可复用其现有的软件资产,从而显著缩短总体开发时间。 关于RX功能安全 RX功能安全解决方案面向用户设备的认证,可提供从单片MCU级别的自我诊断到全面开发支持的所有内容。完整的功能安全支持,让用户能够将认证获取过程缩短一年以上。具体解决方案包括: · RX功能安全-自检软件套件,可在单个MCU级别执行自诊断 · RX功能安全-SIL3系统软件套件,经SIL3认证的软件,可在双MCU安全系统架构中执行所需的相互诊断,并提供多个软件应用程序的分区功能 · RX功能安全-参考硬件板,其中包含可用于评估板的双MCU配置的参考电路设计 · RX功能安全-参考文档,其中包含开发人员用于获取其设备SIL3认证的所有信息与专业知识 · RX功能安全-CCRX安全编译器和认证套件 该解决方案为开发人员提供了有关功能安全标准复杂性的解读,帮助他们学习如何设置双MCU安全系统架构,协助获得实际软件的认证,并在系统增加额外功能时帮助进行重新认证,进而大幅减轻开发负担。 此外,瑞萨已将功能安全支持扩展至其RA产品家族32位Arm®Cortex®-M MCU。从2020年9月开始,RA用户可利用IEC 61508认证的软件,在单个MCU上进行自诊断,支持的系列有RA4M1、RA6M1、RA6M2和RA6M3。未来,瑞萨计划持续扩充RA MCU的功能安全解决方案。 瑞萨将继续为产品开发人员提供具有功能安全和网络安全附加价值的解决方案,致力于智能终端的推广应用,并为智能社会的实现做出贡献。 供货信息 该软件参考价格为20,000美元(税前)。

    时间:2020-09-29 关键词: 微控制器 瑞萨电子 ethercat

  • 如何选择合适的工业以太网标准:EtherCAT

    如何选择合适的工业以太网标准:EtherCAT

    欢迎回到“如何选择合适的工业以太网标准”的第二部分,这个博客系列主要针对那些已经决定在他们的系统中利用工业以太网优势的工程师们。这个系列将涵盖数个常见的工业以太网通信协议,以帮助你为应用选择最佳的标准。你也可以阅读上一篇关于Sercos III的博文。 在这一部分中,我将详细介绍EtherCAT、它的终端应用,以及它的工作方式。 德国倍福自动化公司 (Beckoff AutomaTIon) 发明了EtherCAT。自从2003年以来,它一直处于EtherCAT技术组 (ETG) 框架之下,而EtherCAT技术组是一个由大约2600家成员公司组成的工业现场总线组织。 EtherCAT常见于工厂自动化、半导体工具、包装机器人技术以及其它应用领域。我最喜欢的一个非工业应用示例就是迪斯尼内的水舞水幕秀,其中由EtherCAT来控制灯光显示。 在技术层面,EtherCAT是如图1中显示的主从网络架构。EtherCAT从器件具有2个以太网连接器,以支持一个简单的线路拓扑。为了达到冗余的目的,也可以支持环形拓扑,在这个情况下,EtherCAT主器件必须要有2个以太网端口。一个EtherCAT网络能够支持多达65535个从器件。       图1:具有EtherCAT数据帧流程的EtherCAT主从示例网络   只有EtherCAT主器件生成一个EtherCAT数据帧;所有从器件接收和处理这个数据帧。最后一个从器件回送这个EtherCAT数据帧,而这个数据帧在经历所有从器件(无需进一步处理)后,返回到主器件。这个EtherCAT数据帧已经为每个从器件的数据处理预留了空间,而所有的从器件都不会更改数据帧本身的长度。这有点儿像为乘客准备了多个车厢和座位的火车一样,每个从器件都有一个指定的车厢或指定的座位。EtherCAT允许到“座位”层的寻址—而数据处理是在数据位上进行的。 一个EtherCAT主器件只需要一个标准以太网MAC外设,这是因为主器件在实时处理EtherCAT数据帧方面没有特定的需要。主器件只需要用准确的时基来触发启动EtherCAT数据帧。 一个EtherCAT从器件需要特定的以太网硬件 (EtherCAT MAC) 支持—通常的实现方式是图2中所示的专门用途集成电路 (ASIC) 或现场可编程门阵列 (FPGA) –这是因为它需要处理在运行过程中进入的EtherCAT数据帧。这意味着EtherCAT MAC在进行数据帧接收的同时,要处理EtherCAT数据帧。典型的EtherCAT器件在已接收和已发送数据帧之间具有1µs的端口到端口延迟。       图2:具有一个ASIC/FPGA和外部处理器的EtherCAT从器件   EtherCAT标准在EtherCAT网络中不支持其它类型的以太网数据帧。这主要是为了保持实时以太网通道的畅通,用于EtherCAT数据帧的处理。在EtherCAT网络中有非EtherCAT数据帧(与EtherCAT不匹配的以太网类型)的情况下,EtherCAT从器件将通过使数据帧校验和 (CRC) 无效来销毁这个数据帧。这使得非EtherCAT数据帧在标准以太网器件中无法使用,而它们将最终停止“污染”EtherCAT网络。 通过将以太网数据帧封装在一个EtherCAT数据帧内,可以在EtherCAT网络中传送标准以太网数据帧(传输控制协议/互联网协议 (TCP/IP),用户数据报协议 (UDP))。这通过位于EtherCAT主机处理器协议栈顶端的不同EtherCAT系统配置完成。其中的一个示例系统配置就是用EtherCAT实现以太网。 EtherCAT器件的其它特性和功能包括: 分布时钟—从器件和主器件上的高精度时间同步方法。 支持环回的快速链路断开检测(需要以太网物理层 (PHY) 收发器支持)--当以太网PHY检测到一个链路断开时,它通知EtherCAT硬件。在10µs内,EtherCAT硬件将环回EtherCAT数据帧。请查看TI的TLK1xx以太网PHY收发器系列,这个系列的器件支持快速链路断开特性。 在EtherCAT中使用ASIC或FPGA会增加成本和电路板面积。一个替代的解决方案就是使用许多TI Sitara处理器中的PRU-ICSS外设。例如,TI提供针对AM335x处理器的PRU-ICSS固件,从而使EtherCAT从器件无需使用一个外部FPGA(图3)。你可以用TMDSICE3359评估板来评估TI的EtherCAT从器件解决方案。       图3:集成了TI Sitara处理器的EtherCAT从器件   我希望这篇博文能够使你对EtherCAT的功能性有所了解。要了解与工业以太网标准相关的更多内容,一定不要忘了阅读本系列中的其它博文。 其它资源 查看EtherCAT通信开发平台TI Design参考设计。 阅读本系列的上一篇博文,“如何选择合适的以太网标准:Sercos III。” 阅读与“如何使工业以太网像标准以太网一样简单”有关的博文。 下载“工业通信解决方案指南。” 阅读白皮书,“Sitara处理器上的EtherCAT,”其中有EtherCAT的简介。 在这份白皮书中深入了解工业以太网通信协议。 在ETG网站内进一步了解EtherCAT标准。   原文链接: https://e2e.ti.com/blogs_/b/industrial_strength/archive/2015/09/17/how-to-select-the-right-industrial-ethernet-standard-ethercat  

    时间:2020-08-11 关键词: 工业以太网 ethercat

  • 基于FPGA状态机设计实现EtherCAT从站基本通信链路并验证

    基于FPGA状态机设计实现EtherCAT从站基本通信链路并验证

    摘 要: EtherCAT是工业控制领域广泛应用的现场总线之一,从站控制器ESC(EtherCAT Slave Controller)是从站模块实现EtherCAT协议数据通信的关键,对从站控制芯片实现自主可控是工业控制系统国产化研发的重要基础。基于EtherCAT通信协议及基本通信功能逻辑,设计了EBUS编码/解码、Auto-forwarder、Loop-back function关键通信节点的FPGA状态机,并通过解析各阶段数据状态变化,验证了各节点通信数据的正确性。实验结果表明,基于上述状态机的FPGA实现EtherCAT从站基本通信链路是完全可行的。 0 引言 EtherCAT是由BECKHOFF提出的在工业控制领域获得广泛应用的现场总线之一,该总线具备全双工工作模式,可基于主站(Master)和从站(Slave)连接的模式实现数据传递,且具有低延时、高安全性的特点。EtherCAT从站控制器ESC(EtherCAT Slave Controller)是从站模块实现EtherCAT通信协议的关键,目前国内基于EtherCAT协议的通信功能基本都采用ET1100/ET1200等从站芯片来实现[1-4]。然而,由于这类芯片除基本通信功能外,还具备大量其他功能,而此类额外通信机制并不对我国技术人员公开,造成对此类通信芯片还无法实现完全自主可控,采用有效的安全机制提升系统安全性更是无从谈起。随着工业控制领域的信息安全问题日益突出,此类不可自主可控通信芯片的应用给我国核心控制系统的运行引入一定安全风险。为了实现对控制系统用通信芯片的完全自主可控,基于FPGA实现EtherCAT通信协议的自主化开发显得非常必要,同时也是采用自主安全机制提升通信系统安全能力的重要前提。 基本通信链路是实现收发EtherCAT协议数据的核心,因此,本研究基于EtherCAT协议特征及数据传递机制,设计关键通信节点的FPGA状态机,验证FPGA实现EtherCAT从站控制器基本通信链路功能的可行性,为完善EtherCAT其他通信功能及安全机制奠定重要基础。 1 EtherCAT从站控制器框架 EtherCAT主站与各从站之间的通信链路如图1所示。通信过程中,数据帧遍历所有从站设备,数据帧通过某一从站时,从站设备根据报文命令分析寻址到本机报文并进行读/写数据到指定位置,数据帧到达最后一个从站后,该从站把处理后的数据帧发送给主站。主站收到此上行电报后处理返回数据,一次通信结束[5-6]。 EtherCAT从站控制器主要包括数据帧处理单元、EBUS接口编码/解码模块、Auto-forwarder模块、Loop-back funcTIon模块等。以ET1100/ET1200从站控制器为例,其内部框架如图2所示,主要包括MII、EBUS接口,EtherCAT数据帧处理单元,现场总线内存管理单元(FMMU,Fliedbus Memory Management Unit),存储同步管理通道(SM,SyncManager),分布时钟,PDI接口,ESC地址空间(包括寄存器和用户数据存储器),EEPROM控制,以及状态控制、中断、看门狗和物理层管理等部分。 其中,帧处理单元(EtherCAT Processing Unit)分析并处理EtherCAT数据流。现场总线内存管理单元(FMMU,Fliedbus Memory Management Unit)是EtherCAT从站控制IP核中的核心模块之一,用于实现主站对从站的逻辑寻址。存储同步管理通道(SM,SyncManager)实现主站和本地应用数据交换。Ethercat帧和PDI接口都必须轮询处理器来判断另一端是否完成访问。PDI接口模块是ESC芯片的应用数据接口。 在FPGA实现EtherCAT从站控制器的过程中,如果能实现数据链路的通路,数据帧能够通过EBUS、MII接口传输到FPGA中,FPGA将数据帧进行识别并进行CRC校验,解包出EtherCAT的帧格式和协议命令,并通过端口连接状态将数据帧发送。那么,可以说明EtherCAT从站控制器是可以在FPGA中进行自主开发实现。在以上的数据链路中,EBUS接口涉及到EBUS模块,EBUS模块主要对EBUS协议进行解析,通过曼彻斯特编码/解码接收或发送数据;FPGA将数据帧进行识别并进行CRC校验是Auto-Forwarder模块;通过Loop-back funcTIon模块将数据帧发送。以下分别介绍上述各模块的实现过程。 2 各模块实现逻辑 2.1 EBUS编码/解码模块 对于EBUS实现方式,EBUS接口的LVDS信号数据率是100 Mb/s,EBUS接口是利用曼彻斯特编码/解码(Manchester encoded)通过LVDS方式实现。

    时间:2020-08-06 关键词: FPGA 状态机 ethercat

  • 基于FPGA的EtherCAT链路冗余原理及其设计与验证

    基于FPGA的EtherCAT链路冗余原理及其设计与验证

    摘 要: EtherCAT是一种实时工业以太网协议,使用链路冗余技术是实现链路稳定性和可靠性的重要手段。介绍了基于FPGA的EtherCAT链路冗余原理,设计通过FPGA实现主站与从站、从站与从站之间的通信链路与冗余链路的自动切换,从而实现EtherCAT的链路冗余。通过测试验证了此方法的可行性,增加了EtherCAT系统的可靠性与可维护性。 0 引言 EtherCAT最初是由德国的倍福公司基于标准以太网技术提出的工业以太网,是一种具有灵活网络拓扑结构的技术[1]。EtherCAT技术具有速度快、同步性能好、支持多种拓扑结构、采用标准以太网帧、带宽利用率高等优点[2]。工业以太网中冗余技术是提高以太网系统可靠性和可维护性最有效的手段之一[3]。链路冗余是应对网口故障(包括主站网卡本身故障和连接)及链路故障(指从站节点之间的链路存在断开情况,如网线断开)的补救措施。通常在对系统稳定运行要求比较高的情况下,就需要应用链路冗余技术。链路冗余是一种单一容错机制,即如果链路在某一处发生故障,依然可以与各个从站保持数据的传输。当通信恢复时主要的通信方向也会恢复。如果不止一个地方发生通信中断,所有的必须在发生另一个错误之前恢复。文献[4]中介绍了一种工业以太网EtherCAT冗余和热插拔技术,此种方法采用环型冗余结构,将最后一个 ESC节点连接到主站,此种方法虽然可以解决单点故障,但是在故障修理时需要断电,且不能解决多点故障。为了解决此问题,本文通过介绍基于FPGA的EtherCAT的链路冗余原理,设计通过FPGA实现主站与从站、从站与从站之间的通信链路与冗余链路的自动切换,从而实现EtherCAT的链路冗余,增加了EtherCAT 系统的可靠性与可维护性 。 1 EtherCAT原理 EtherCAT是一种实时工业以太网技术,采用主从站结构,如图1所示。主站发送以太网帧给各从站,从站通过寻址从数据帧中抽取对应的数据或将数据插入数据帧,然后将该数据帧传输到下一个EtherCAT从站。最后一个EtherCAT从站发回经过完全处理的报文,并由第1个从站作为响应报文发送给主站。主站使用标准的以太网接口卡或具有以太网接口的嵌入式工业控制计算机,EtherCAT从站使用专用的从站控制芯片ESC,采取接收转发机制,以太网帧可以双向通行,但只有以太网帧由下行电报方向进入时,相应的报文才能得到处理,如果指定转发的网口未连接,ESC自动将以太网帧沿原入口返回。 EtherCAT数据直接使用以太网数据帧,使用的帧类型为0x88A4。EtherCAT数据包括2 B的数据头和44 B~1 498 B的数据。数据区由一个或多个EtherCAT子报文组成,每个子报文对应独立的设备和从站存储区。每个EtherCAT 子报文包括子报文头、数据域和相应的工作计数器(Working Counter,WKC),子报文寻址到从站节点并交换数据后,工作计数器将被增加,用以记录该子报文的处理状态。子报文头中,8 bit命令字节指定了子报文类型(读写类型,寻址类型);8 bit索引号给出子报文编码。32 bit的子报文地址指定了对从站的操作地址,寻址类型定义了寻址方式;8 bit长度用以指示报文数据区的字节数;R为4 bit的保留位;4 bit M表示本报文是否为最后一个报文;16 bit中断目前保留。 2 基于FPGA的链路冗余原理 在EtherCAT通信链路运行过程中,可能会存在如下几种故障: (1)网口故障,包括主站网卡本身故障和连接。 (2)链路故障,指从站节点之间的链路存在断开情况,比如网线断开。 为了能够增加EtherCAT系统的可靠性及可维护性,在EtherCAT主站与从站的链路之间通过FPGA增加了冗余功能,每一条链路都有对应的冗余链路作为备用。链路1出现故障时,可以通过FPGA自动切到冗余链路1;链路2出现故障时,通过FPGA自动切到冗余链路2。这样如果链路在某一处发生故障,依然可以与各个从站保持数据的传输。当通信恢复时主要的通信方向也会恢复,极大地增强了系统的稳定性和可维护性。 如图2所示,EtherCAT主从站网络构成框图中,冗余卡为基于FPGA的链路冗余卡,通过通信链路1与主机冗余型CPU连接,冗余链路1与备机冗余型CPU连接,实现主从站之间的主备切换冗余。通过通信链路2与下一级冗余卡的链路1连接,冗余链路2与下一级冗余卡的冗余链路1连接,实现EtherCAT的链路冗余。 3 链路冗余的FPGA实现方法 FPGA实现主站与从站、从站与从站之间的通信链路与冗余链路的自动切换功能。

    时间:2020-08-06 关键词: FPGA ethercat

  • 亚信新一代EtherCAT从站专用通讯SoC问市

    亚信新一代EtherCAT从站专用通讯SoC问市

    AX58200以ARM® Cortex®-M4F微控制器为核心,内置512K字节双区块(Dual Bank)Flash内存可用于支持OTA(Over-The-Air)韧体升级,内置160K字节SRAM其中包含32K字节缓存(Cache)可用于支持外部SPI Flash芯片内执行(XIP, eXecute-In-Place)。出厂前可预烧bootloader以支持安全启动(Secure Boot)功能可对存放于内置Flash内存的程式码进行完整性检查,并整合4K字节安全保护储存空间(Secure Protection ROM)可用于保存机密程序或资料。内置一次性编程ROM(OTP ROM),可用于管控产品生命周期。支持含RMII接口与硬体加密引擎的10/100 Mbps以太网MAC,快速USB OTG与SPI/UART/I2C/I2S/CAN/PWM等各种通讯接口。 AX58200 EtherCAT从站控制器(ESC)集成两个可同时支持光纤和铜线网路应用的百兆以太网PHY,可与所有支持标准EtherCAT协议(如CoE/FoE/VoE等)的系统相互连结运作。AX58200 ESC支持9K字节RAM,8个现场总线存储器管理单元(FMMUs),8个同步管理器,64位分布式时钟,可适用于各种实时工业自动化控制产品应用,如马达/运动控制,数字I/O控制,传感器数据采集,机器人转轴控制,EtherCAT IO-Link主站等。 AX58200采用144引脚HSFBGA小封装尺寸10x10毫米,0.8毫米间距,符合RoHS规范,并支持工业级工作温度-40至85°C或-40至105°C。 (图一)亚信新一代小封装EtherCAT从站专用通讯SoC - AX58200 亚信电子提供AX58200评估板与免费的开发板支持套件(BSP),包括参考电路图、印刷电路板布线图、软体/硬体开发设计相关技术文件及使用手册、产品设计相关软体等。亚信拥有最优秀的技术团队提供客户最专业、最及时的技术服务。

    时间:2019-12-17 关键词: 亚信 电源资讯 ethercat

  • 基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术在装配和搬运领域的应用

    基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术在装配和搬运领域的应用

    装配生产线的模块式自动化[2010年7月27日,德国] 2010 年 9 月 13-16 日,第 29 届国际自动化组装机械展 / Motek 2010 在德国斯图加特的新展览中心如期举行,Beckhoff 携其基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术参加了此次盛会。在此次展会上,Beckhoff 展出了其最新一代 TwinCAT 3 软件,它具有模块化结构并支持多核处理器,因此它能够为现代控制技术开辟新的可能。装配线由多个单元构成,一般说来,这些单元的开发和测试在很大程度上都是相互独立的。TwinCAT 3 的最新运行时环境的结构也是模块化的。有了 TwinCAT 3 之后,开发人员能够利用大量现有的模块并将它们整合在一个基于 Microsoft Visual Studio® 的现代开发环境中,以构成新的模块或完整的控制程序。IEC 61131-3 自动化语言以及 C 和 C++ 都可用,并且能够同时使用。其它开发软件,诸如 Matlab®/Simulink®,都可用于创建模块。TwinCAT 控制模块通过定义的接口在同一个控制平台上互动,通过这种方式,工业 PC 或嵌入式控制器的性能能够得到充分运用,不会影响通讯或同步性能。科学自动化:优化利用多核技术TwinCAT 3 采用了多核CPU,可在每个核上运行不同的任务,充分利用了每个核的资源,从而大幅提高了处理速度,与之前的版本相比,它具有更加开放、更加灵活、更容易扩展等优点,其处理速度也比当前基于 PC 的控制器更快。除了 PLC 和运动控制之外,TwinCAT 3 还能够集成诸如如测量技术、状态监测和机器人技术等功能。Beckhoff 将 PC 控制器的这一功能扩展总结为“科学自动化”这样一个理念,它也是 Beckhoff 在 Motek 展会上展出的另外一个主题。Beckhoff 基于 PC 的控制技术将功能强大的 CPU、高速 I/O、高速 EtherCAT 总线系统以及TwinCAT 软件整合在一起,构成一个完整的控制系统。

    时间:2019-04-01 关键词: pc 技术 嵌入式开发 领域 ethercat

  • 基于S3C2440的Ethercat实现

    基于S3C2440的Ethercat实现

    1 工业以太网由于低成本、易于组网和具有相当高的数据传输速率、资源共享能力强以及易于Internet连接等特点,以太网(Ethernet)指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范,是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网络使用CSMA/CD(载波监听多路访问及冲突检测)技术,并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。以太网与IEEE802·3系列标准相类似。以太网最早由Xerox(施乐)公司创建,在1980年,DEC、lntel和Xerox三家公司联合开发成为一个标准。以太网是应用最为广泛的局域网,包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网,采用的是CSMA/CD访问控制法,它们都符合IEEE802.3。2 Ethercat技术介绍2.1 Ethercat的系统组成及运行原理EtherCAT 是开放的实时以太网络通讯协议,最初由德国倍福自动化有限公司(Beckhoff Automation GmbH) 研发。EtherCAT为系统的实时性能和拓扑的灵活性树立了新的标准,同时,它还符合甚至降低了现场总线的使用成本。EtherCAT的特点还包括高精度设备同步,可选线缆冗余,和功能性安全协议(SIL3)。通过采用EtherCAT技术, Beckhoff突破了其它以太网解决方案的这些系统限制:不必再像从前那样在每个连接点接收以太网数据包,然后进行解码并复制为过程数据。当帧通过每一个设备(包括底层端子设备)时,EtherCAT从站控制器读取对于该设备十分重要的数据。同样,输入数据可以在报文通过时插入至报文中。在帧被传递 (仅被延迟几位)过去的时候,从站会识别出相关命令,并进行处理。此过程是在从站控制器中通过硬件实现的,因此与协议堆栈软件的实时运行系统或处理器性能无关。网段中的最后一个EtherCAT从站将经过充分处理的报文返回,这样该报文就作为一个响应报文由第一个从站返回到主站。2.2 Ethercat协议Ethercat主张"以太网控制自动化技术" 。它是一个开放源代码,高性能的系统,目的是利用以太网协议(最惠国待遇系统局域网),在一个工业环境,特别是对工厂和其他制造业的关注,其中利用机器人和其他装备线上的技术。Ethercat采用标准的IEEE802-3以太网帧,帧结构如图2。Ethercat在标准以太网帧结构中使用了一个特殊的以太网帧类型0x88A4,采用这种方式可以使控制数据直接写入以太网帧内,并且可以与遵守其它协议的以太网帧在同一网络中并行。一个Ethercat帧中可以包含若干个Ethercat子报文,每个报文都服务于一块逻辑过程映像区的特定内存区域,由FMMU(Fieldbus Memory Management Unit)寄存器和SM (SyncManager)寄存器定义,该区域最大可达4GB字节。Ethercat报文由一个16位的WKC(Working Count)结束,其数据区最大长度可达1486个字节。在报文头中由8位命令区数据决定主站对从站的寻址方式,由于数据链独立于物理顺序,因此可以对Ethercat从站进行任意的编址。图2 Ethercat帧结构2.3 Ethercat性能Ethercat整个协议处理过程都在硬件中进行。EtherCAT在网络性能上达到了一个新的高度。1000个分布式I/O数据的刷新周期仅为30μs,其中包括端子循环时间。通过一个以太网帧,可以交换高达1486字节的过程数据,几乎相当于12000个数字量I/O。而这一数据量的传输仅用300μs。100个伺服轴的通讯只需100μs[5]。在此期间,可以向所有轴提供设置值和控制数据,并报告它们的实际位置和状态。3 基于ARM的从站节点控制器的硬件设计ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域,比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。Ethercat从站节点的协议部分可以直接利用BECKHOFF公司的从站控制器ESC。ESC从站控制器提供3种接口规范如表1,具体采用哪一种方式可以设置控制器的EEPROM来选择。表1 接口规范本文设计的Ethercat从站节点硬件包括从站协议控制器、从站CPU和网络接口等部分组成。Ethercat从站中最关键部分是Ethercat协议控制器,它实现Ethercat的物理层与数据链路层的协议。现在市场上有多种Ethercat协议控制器可供使用,接口连接方式采用16位异步微处理器方式。从站的硬件实现如图3所示。其中ARM控制器实现Ethercat对现场任务的收集与调度;Ethercat从站控制器实现Ethercat协议;EEPROM用于保存从站配置数据和从站描述数据;网络接口用于主从站之间或从站与从站之间的连接,根据Ethercat从站控制器的不同网络接口可以分别为2-4个。图3 从站节点结构框图4 数据交换主从站之间交换的数据主要分两种形式:一种是周期性数据;另一种是非周期性数据。周期性数据传输可以根据任务的紧迫性划分其优先级,通过采用EDF算法调度任务,把划分好优先级的任务放入缓冲区供系统调用。缓冲区为在内存中分配的一段空间,两端都可以访问缓冲区中的数据;非周期性数据采用邮箱方式传输,此时一端写入数据到内存,且只有此段内存写满后另一端才能开始从内存中读取数据,并且只能当内存中的数据全部读出时,才能重新写入数据。针对这两种数据通信方式,从站程序可以对非周期性数据通信采用查询方式,对周期性通信采用中断方式,程序流程图如图4、图5所示。图4 中断方式图5 查询方式5 最小截止优先(EDF,Earliest Deadline First)算法系统对周期性任务采用最小优先级优先算法进行调度,调度算法在ARM微控制器中实现。处理器对紧迫性事件的处理能力决定了系统处理突发事件的能力,把系统各种需要调度的任务按照紧迫程度用优先级来划分,通过采用最小截止期优先算法来动态优先处理突发事件。EDF全称Earliest Deadline First。最早截止时间优先算法(EDF)也称为截止时间驱动调度算法(DDS),是一种动态调度算法。EDF在调度时,任务的优先级根据任务的截止时间动态分配。截止时间越短,优先级越高。如果一个任务集负载U<=1,则是可调度的。EDF 调度算法已被证明是动态最优调度, 而且是充要条件。处理机利用率最大可达100% 。但瞬时过载时, 系统行为不可预测, 可能发生多米诺骨牌现象, 一个任务丢失时会引起一连串的任务接连丢失。所有实时任务必须满足以下限制条件:(1)所有实时任务均为周期任务,且周期大于或等于截止期。(2)所有实时任务必须在其截止期到来前结束。(3)所有实时任务相互独立。(4)所有实时任务具有恒定的运动时间。任务按周期由大到小排列为EDF以任务的截止期与当前时刻的距离确定任务优先级(称这一距离为时限距离),距离越近,优先级越高,因此,EDF总是选择当前最迫切需要完成的任务获得处理器。Liu和Layland证明如下:对于由n个周期任务组成实时任务集,当且仅当:其中Ci为计算机时间,该任务集能够由EDF调度。EDF是最优动态可抢占优先级调度,对于任何实时任务集,只要存在可行的动态调度算法,则必可由EDF调度。需要注意的是,EDF只在出现任务实例就绪时调整任务的优先级。6 结束语EDF算法是对周期性任务的动态优先级调度算法,存在以下缺点:①调度算法是针对周期性任务而言的,没有考虑对实时系统中突发任务(非周期性任务)的调度,且周期任务要求彼此独立。②调度算对周期和时限宽度相同的同步周期任务,即使在处理器利用率很低的情况下,也可能产生不了合理的调度。因此在这种情况下,必须进行调度算法的可行性分析[10]。参考文献:[1].RISCdatasheethttp:///datasheet/RISC_1189725.html.QICK

    时间:2018-10-10 关键词: 嵌入式开发 ethercat

  • Trinamic推出专用的EtherCAT运动控制器

    TMC8670是一款磁场定向控制(FOC)伺服控制器,具有CANopen over EtherCAT®协议栈,可以比任何基于软件的解决方案都更快地处理实时关键任务。 TRINAMIC 运动控制公司结合了TMC8670的所有优势:它集成了所有算法,可实现高端,快速的磁场定向控制和高性能实时现场总线接口。 TMC8670适用于三相BLDC和BLAC电机以及两相步进电机,融合了数十年的电机控制经验。     图1 TMC8670-BI “我们看到EtherCAT在嵌入式自动化领域获得了相关性,该领域严格的空间限制推动了小型化的发展” Trinamic的创始人兼首席执行官Michael Randt解释道, “该组件在设计时考虑到了精确和动态的机器人驱动,其中控制器和伺服驱动器分布在接头中。自从我们几年前为KUKAs制造驱动电子设备以来,越来越多的小型,分散式机器人设计出现在市场上,此类机器人需要节省空间和高性能的解决方案。“ TMC8670是一款用于机器人,制造和自动化的单轴嵌入式伺服控制器,设计工作电压为1.2V至3.3V。 TMC8670具有SPI-ADC接口,位置插值器和不同的位置传感器接口,是一种高性能构建模块,可实现仅具有几个组件的实时伺服控制器。它适用于机器人和工业自动化以及嵌入式运动控制系统中使用的典型编码器。 凭借包含空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)的PWM引擎,该集成电路适用于要求苛刻的低电感电机和最高动态定位任务。由于所有控制环路都在专用硬件中实现,因此TMC8670可以比任何基于软件的解决方案更快地执行实时关键任务,并将开发时间降至最低。 TMC8670-BI采用FCSG325(11x11)封装。该器件和评估板TMC8670-EVAL可从2018年9月开始发货。该器件符合-40°C至125°C汽车级温度规范。 特点和效益: l磁场定向控制(FOC)伺服控制器 l扭矩控制(FOC),速度控制,位置控制 l传感器引擎(霍尔模拟/数字,编码器模拟/数字) l支持3相PMSM和2相步进电机 lPWM引擎,包括SVPWM l具有CoE协议CiA 402驱动器配置文件的EtherCAT®接口 lUART接口

    时间:2018-08-21 关键词: 运动控制器 trinamic ethercat

  • 大联大友尚集团推出基于TI高性能MCU的EtherCAT 接口参考解决方案

    致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下友尚推出基于TI C2000 Delfino™TMS320F2837xD的EtherCAT接口参考解决方案。 大联大友尚代理的TI最高性能的C2000 Delfino™TMS320F2837xD是一款功能强大的32位MCU,具有双CPU和双CLA,总系统吞吐量高达800 MIPS。凭借新的VCU和TMU 加速器、PWM增强功能以及16位精度ADC和更多模拟和控制外设,该微控制器可以应对最高级的控制环路挑战,例如工业驱动器和伺服电机控制、太阳能逆变器和转换器、数字电源、电力输送以及电力线通信等等。 其32位C28x架构CPU的内核可提供200MHz的信号处理性能,成有模拟和控制外设,允许设计人员整合控制架构。其CLA实时控制协处理器是一款独立的32位处理器,运行速度与主CPU相同,并与主C28x CPU同时执行代码。双C28x+CLA架构可在各种系统任务之间实现智能分区,并可有效加倍实时控制系统的计算性能。C28x CPU的性能还通过新型TMU加速器和VCU加速器得到了进一步提升,TMU加速器可快速执行包含变换和转矩环路计算中常见的三角运算的算法;VCU加速器可缩短编码应用中常见的复杂数学运算的时间。   图示1-大联大友尚推出的基于TI高性能MCU的EtherCAT接口参考设计系统架构图 大联大友尚基于TI Delfino™TMS320F2837xD 32位MCU的EtherCAT接口参考设计演示如何将C2000 Delfino MCU连接到EtherCAT™ ET1100从站控制器。该接口支持多路解复用地址/数据总线以实现最大带宽和最小延迟,并支持SPI模式以实现低引脚数EtherCAT通信。从站控制器可减少基于100Mbps以太网的Fieldbus通信处理负载,因此可消除针对这些任务的CPU开销。   图示2-大联大友尚推出的基于TI高性能MCU的EtherCAT接口参考设计展示板照片 方案特性:用于连接Beckhoff ET1100 EtherCAT从站控制器的高带宽、低延迟接口;具有多路解复用地址/数据总线的异步16位并行接口;可消除针对EtherCAT帧处理的CPU开销;包括ET1100双端口RAM直接内存读/写示例代码。

    时间:2017-03-09 关键词: 大联大 ethercat

  • 解析基于EtherCAT的伺服系统DSP实现

    引言 随着当前工业生产规模向着大型化方向发展,生产设备也向着系统化、规模化的方向发展,在这种情况下,基于工业以太网的运动控制系统在一些数控系统中得到了很广泛的应用,工业以太网通信具有传输速度快,通信数据量大等种种优点,对推动机电一体化设备的快速发展起到了很大的作用。随着网络通信技术的不断发展,目前,在一定程度上,网络伺服系统成为当前伺服系统发展的主要方向之一。在此情况下,德国BECKHOFF公司推出了Ether CAT现场总线技术,它具有配置简单,数据传输高速、高效等种种优点。而且,在网络结构上,几乎支持所有的拓扑类型,包括线型、树型、星型等,每个系统可以配置多达65535台设备,这种总线类型对于大规模的运动控制系统的设计具有很好的优势。特别是对于伺服系统的控制,更具有不可替代的优点。 Ether CAT总线式系统一般采用主从式结构,主站采用PC机,配置标准的以太网卡,从站采用专用芯片从主站中读取数据,并进行相应的分析。可以说,整个以太网现场总线的协议处理过程都是在硬件中完成的。所以,在Ether CAT控制系统中,从站的硬件及软件的设计是非常重要的。因此,本文对于基于Ether CAT总线中的从站伺服控制系统DSP设计,进行了一定的研究,利用DSP实现了基于Ether CAT的伺服控制系统。 1 系统总体架构 根据Ether CAT总线式系统的结构原理,在本系统中,主站采用具有DMA功能的网卡作为Ether CAT总线接口,而从站DSP系统选用瑞泰公司的刑S320F28335 DSP开发板,配合倍福公司的ET1100从站控制器,作为从站的Ether CA=r接口。连接方式利用SPI连接方式。系统的总体架构如图1所示。 对于该DSP系统,要解决的关键问题主要包含两个方面,一是DSP系统与ET1100控制器之间的连接,该连接利用SPI接口实现,另一个方面是DSP的 PEM脉冲控制接口与伺服电机驱动器之间的连接,并且,为保证控制的精度,要对电机编码器的反馈信号的连接进行相应的设计。   图1 基于Ether CAT的DSP系统总体架构图 2 基于Ether CAT的DSP通信实现 DSP系统与ET1100系统进行连接,用于实现DSP与Ether CAT总线之间的通信。SPI通信的特点是使用主从通信模式,使用该通信方式连接的两个控制器在通讯前,必须配置好主控制器和从控制器,在本系统中,从设备实际需要考虑,ET1100作为从设备,而利用DSP芯片作为该接口的主设备。   图2 ET1100与DSP间SPI主从连接示意图 该SPI连接方式中,主控制器DSP芯片通过SPICLK信号为整个从站系统提供串行时钟,该时钟决定整个网络的数据发送和接受的传输速率,发送时,将数据从高位到低位依次发送出来,并且,SPISTE引脚是SPI设备的使能引脚,当主设备DSP要发送数据到ET1100时,要将该信号置低,从而使从设备 ET1100使能,然后将数据从高位到低位依次发送出来,发送完成后,要将该引脚重新置高。而从设备ET1100则处于从工作模式,当它接收到主控制器发出的SPICLK信号的边缘时,如果要发送数据,则将数据写入移位寄存器,按照接收到的SPICLK时钟频率移位发送出去,如果要接受数据,则等待 SPICLK信号,并按照相同的时钟将数据发送出去,当使能信号SPISTE信号为高时,则禁止ET1100的移位串行寄存器,将串行通信口的引脚置于高阻状态,从而使该设备处于非使能状态。 在本系统中的Ether CAT数据总线上进行数据的传输时,定义了自己的数据结构,该数据结构主要包含主站控制量和从站状态的反馈,用于在主站和从站之间进行数据的传输。如表1所示:   表1 系统数据结构 系统通信数据结构中,首先是固定的报文头部分,然后是每个Ether CAT从站上的DSP运动控制指令数据和状态数据。其中每个数据部分由十个字节构成,包含两个字节的数据模块头部分,两个字节的控制字/状态字部分,用来区分该部分是状态数据还是指令数据,最后是六个字节的指令数据区或状态数据区。数据模块的结构如表2所示:   表2 数据模块结构 在以上数据模块结构中,每个数据模块头占用两个字节的空间,数据模块头中的内容包括运动控制卡的地址(4个位),工作方式(3位),握手位(1位)三个方面的信息。 3 基于DSP的伺服控制 利用DSP进行从站的伺服控制,主要从以下几个方面进行: 3.1硬件电路的设计 1)编码器反馈信号的处理。编码器作为反馈信号用来反馈电机的运动状态,一般来说,编码器是直接输入到伺服驱动器的编码器输入端子中的,而伺服驱动器提供三对差分信号反馈到控制端。这三对差分信号因为干扰问题,出现了很多的毛刺,直接输入时,可能对DSP系统造成很多的干扰,因此,在此利用三个差分电路将这三对差分信号转化成单路的信号的形式。从而使DSP系统得到电机的运转状态。其中A与B是两路的正交编码脉冲,而Z信号作为电机回零位时的精确定位,用一个低电平脉冲实现。 2)数字量输入输出接口。从系统的可扩展性等各个方面考虑,该系统在DSP系统上设计八路的数字量输入输出。对数字量输入输出进行光电隔离处理,并进行了数字滤波处理。该信号主要用于零点信号输入、限位信号输入、轴方向和脉冲信号的输出或者其他用户定义的控制端子,在很大程度上提高了系统的扩展性。 3)控制信号的输出。控制信号主要用来对驱动器进行控制,从而控制控制电机的转向和转速。电机的控制信号可以利用“脉冲+脉冲”方式,也可以利用“脉冲+ 方向”的方式,其中脉冲频率用来控制电机的转速,而方向则利用一个IO口实现,输出为高电平时,控制电机正转,当输出为低电平时,控制电机反转。而且,对该信号经过光电隔离和施密特触发器整形后输出。 3.2 DSP软件部分设计 DSP程序主要是由一个定时器构成的,DSP主程序启动,首先完成一些初始化工作,对系统的主要参数进行一定的配置,然后,进入等待状态,等待Ether CAT总线上的指令。当接收到控制指令时,进入中断控制程序,在中断程序中完成运动控制功能,并将电机的状态数据反馈到Ether CAT总线中,系统的主程序和中断程序如图3所示。   图3 DSP系统主程序和中断程序流程图[!--empirenews.page--] 4 结束语 本文设计了基于Ether CAT的DSP伺服控制系统,介绍了系统的总体架构,对于DSP系统的设计,从Ether CAT通信控制和伺服运动控制两个方面介绍了系统的组成。通过初步的测试实验,系统的总体性能参数基本上能够满足设计要求,较好的完成了相应的运动控制和数据传输的功能。但是,对于该系统一些细节上的问题,还需要进行更详细的设计,对于一些具体的参数,还需要更具体的设计和整定。

    时间:2016-11-24 关键词: DSP 存储技术 伺服系统 ethercat

  • Innovasic发布EtherCAT解决方案,可提供多协议优势

    nnovasic公司的fido5200 REM 交换机芯片(fido5200 REM Switch chip)和RapID平台网络接口(RapID Platform Network Interface)已经完全支持EtherCAT,并都通过了最新版EtherCAT一致性测试工具的认证。两种解决方案已经可以量产,并都支持 PROFINET IRT、采用基于信标的设备级环网技术的EtherNet/IP, 以及采用相同硬件配置的ModbusTCP。此外,这两种解决方案的架构都具有TSN特性,可让客户持续支持更新的TSN标准。 fido5200 REM交换机芯片通过一个软件驱动程序进行配置,与从站控制器(EtherCAT Slave Controller,ESC)完全兼容,支持低至12.5µs的周期时间。RapID平台 – EtherCAT网络接口以模块或嵌入式设计的方式进行配置,支持低至1 ms的周期时间。这两种产品目前都已供货。 fido5200 REM 交换机芯片提供 8个 同步管理实体(SyncManager entities)、8个 现场总线内存管理实体(FMMU entities)和相关资源来利用分布式时钟。网络接口通过应用这些特性来支持模块化设备模型 (Modular Device Profile ,MDP)。MDP 可以轻松定义I/O模块,以适合任何应用的大小和处理数据。通过这种方法,网络接口可以通过EtherCAT简单定制某个应用所生产或消耗的全部数据。另外,所有在MDP中被定义的参数可以通过 以太网现场总线(CoE)邮箱协议来获取,增加了最终产品的灵活性。网络接口同时也提供嵌入式网络服务器,使用者可以通过使用以太网 EtherCAT (EoE)邮箱协议的定制化网络服务器内容看到网络参数和I/O 数据。 fido5200 REM交换机芯片和 RapID平台– EtherCAT 网络接口模块 / 嵌入式设计现已接受预定。

    时间:2016-04-26 关键词: innovasic ethercat

  • 聚焦工业自动化领域 MCU有望搭载EtherCAT功能

    聚焦工业自动化领域 MCU有望搭载EtherCAT功能

    这两年来全球的半导体并购案例,其中值得一提的案例,莫过于在2015年的英飞凌并购IR,一口气取得全球功率半导体的绝对领导地位。近年来,全球科技产业兴起并购浪潮,虽然包括了半导体,但这也意味着若要在市场上突围,单靠单一产品线是很难作到的。 有别于其他的MCU(微控制器)竞争对手的不同,英飞凌电源管理暨多元电子事业处行销经理黄国维谈到,英飞凌拥有丰富的电源解决方案,可以和旗下的MCU搭配,以形成不同的组合。回顾英飞凌过往在MCU的发展历程,事实上,英飞凌也并非一开始就采用了ARM的Cortex-M系列核心。黄国维说,英飞凌曾经也有自主架构的MCU,而且时间相当地长,所以选择推出ARM架构的MCU,英飞凌的确也考虑了相当长的时间,后来看到了 ARM在市场上的接受度相当高,所以也陆续先后地采用M4与M0架构,也是为人所熟知的XMC系列。 针对该系列,英飞凌的确也有加强火力的计画,但黄国维不便表示太多细节,唯一可以透露的是,核心时脉的提升或是往更为先进的制程发展,都会是英飞凌的选项,目前英飞凌在MCU的制程仅到90奈米,最大核心时脉则为144MHz。 至于ARM最新一代的Cortex-M7,黄国维则是表示,英飞凌现在还在评估的阶段,就英飞凌的观察,市场对于M7似乎没有太多的需求,至于是否有机会取代FPGA在工业自动化的地位,但黄国维指出,其实Cortex-M4就已经可以取代了部份的FPGA的位置。 至于在应用面上,英飞凌仍不改过去的市场策略,锁定工业自动化、节能与智慧照明等市场,在现有产品规格上,也不时能看见专为某些特定应用而打造出来的硬体规格,以减少MCU核心的负担。而黄国维也透露英飞凌新一代的MCU产品线将会导入EtherCAT,以满足工业自动化市场的通讯需求。

    时间:2015-12-25 关键词: MCU ethercat

  • 凌华科技EtherCAT解决方案,打造新一代的智慧工厂

    凌华科技发布首款EtherCAT解决方案,包括符合IEC 61131-3编程标准的主控制器Talos-3012,以及I/O和运动控制从端系统EPS系列产品,小巧节省空间的机身设计,提供客户高实时性、高效能、易开发、加固且经济的自动化控制流程解决方案。为满足工业4.0架构下智慧工厂高效能与高速的运动控制与联网应用需求,凌华科技EtherCAT解决方案提供高度整合的软硬件组态、快速简易的应用程序编程接口(API),搭配凌华科技的核心Softmotion控制技术,以及多种能加速开发速度的,可立即使用的开发工具包,让构建新一代智能工厂环境如虎添翼。 高效能、高精度的实时控制 尺寸轻巧、搭载强悍的四核Intel Atom E3845处理器的主控制器Talos-3012支持IEC 61131-3编程标准,因此能快速整合到传统的PLC程序语言环境与Softmotion功能模块。单一主控制器以菊链式串联从端系统时,最高可达64轴,10,000个DIO,2,500个AIO点的实时控制。优越的多任务处理能力可同时满足工业自动化流程所常用的HMI输出、运动控制、PLC以及网关功能等大量的计算能力需求。 凌华科技EPS从端系统采用最新的RISC处理器以及FPGA,模块化的设计,让尺寸仅有110 x 130 x 105 mm的小巧机箱可以根据客户的需求弹性地配置多种通道。凌华科技EPS从端系统提供相当丰富的I/O 模块,包括DI/O、AI/O、热量测、运动控制以及EtherCAT通讯模块,扩展时无须担心兼容性问题。 易于开发,加快上市时间 凌华科技的EtherCAT解决方案通过严格验证,高度兼容第三方EtherCAT系统设备,能与各家EtherCAT伺服电机以及EtherCAT产品快速整合,减少采购EtherCAT外围组件时的兼容性问题。通过凌华科技自主开发的EtherCAT设定工具软件LinkMasterPro,主控制系统可自动侦测从端系统和I/O模块,产生该组态的XML 档案,减少后续安装时重新侦测及设定所需的人力与时间成本。此外,凌华科技的Softmotion软件兼容IEC 61131-3编程标准,提供多种应用套件可加速开发,同时解决系统开发与用户设定与维护的多重问题,缩短上市所需时间。 智能监控同时具备加固的设计 凌华科技的EPS从端模块除支持DI/O、AI/O与热量测和运动控制等I/O外,更提供对于EPS模块和系统的状态监控功能,包括热侦测、低电源侦测、使用周期等模块运作状态的报告以及错误管控,运动及伺服I/O状态检测。所有数据都可以通过软件或是仪表实时显示,让现场设备的模块状态可全面性被实时掌握与监控,预防大规模的机器错误所造成的损失。LinkMasterPro软件的自动侦测模块功能不只加快EtherCAT的设定过程,还协助评估 EPS系统的功能运行状态,让系统设定更加轻松省时。EPS从端模块的可热插拔设计,让系统无须关闭电源即可进行模块更换,大幅减少维修时因关闭电源停机所产生的产能损失。此外,热插拔设计的接头减少了重新接线时的麻烦,让维修工作更加顺畅。凌华科技的EtherCAT系列具备不占空间的无风扇小巧设计,不但符合IP31标准,更支持-20° C到+60° C的宽温工作范围,加固的设计能确保在严苛的工控环境下长期使用。 凌华科技量测与自动化产品事业处总监游璨铭表示:“凌华科技工业自动化以及运动控制解决方案广泛受到客户的支持与采用,已经在全世界创造安装超过500,000轴的新纪录。在凌华推出EtherCAT解决方案的同时,我们深信凌华科技在此领域的专业经验,无缝接轨的服务,优越的开发工具包以及与其他现有I/O模块的高度整合,完整的工业计算机平台,能让我们傲视同业,我们有信心新推出的EtherCAT解决方案可以帮助客户解决各种自动化工业中的关键性挑战,让客户快速打造新一代的智慧工厂。“

    时间:2015-06-30 关键词: 智慧工厂 凌华科技 ethercat

  • 凌华科技推出完整的EtherCAT解决方案 打造新一代的智慧工厂

        加固、智能、同时提供极佳的运动控制功能扩展 整合运动控制与机器视觉的专家——凌华科技发布首款EtherCAT解决方案,包括符合IEC 61131-3编程标准的主控制器Talos-3012,以及I/O和运动控制从端系统EPS系列产品,小巧节省空间的机身设计,提供客户高实时性、高效能、易开发、加固且经济的自动化控制流程解决方案。为满足工业4.0架构下智慧工厂高效能与高速的运动控制与联网应用需求,凌华科技EtherCAT解决方案提供高度整合的软硬件组态、快速简易的应用程序编程接口(API),搭配凌华科技的核心Softmotion控制技术,以及多种能加速开发速度的,可立即使用的开发工具包,让构建新一代智能工厂环境如虎添翼。 高效能、高精度的实时控制 尺寸轻巧、搭载强悍的四核Intel® AtomTM E3845处理器的主控制器Talos-3012支持IEC 61131-3编程标准,因此能快速整合到传统的PLC程序语言环境与Softmotion功能模块。单一主控制器以菊链式串联从端系统时,最高可达64轴,10,000个DIO,2,500个AIO点的实时控制。优越的多任务处理能力可同时满足工业自动化流程所常用的HMI输出、运动控制、PLC以及网关功能等大量的计算能力需求。 凌华科技EPS从端系统采用最新的RISC处理器以及FPGA,模块化的设计,让尺寸仅有110 x 130 x 105 mm的小巧机箱可以根据客户的需求弹性地配置多种通道。凌华科技EPS从端系统提供相当丰富的I/O 模块,包括DI/O、AI/O、热量测、运动控制以及EtherCAT通讯模块,扩展时无须担心兼容性问题。 易于开发,加快上市时间 凌华科技的EtherCAT解决方案通过严格验证,高度兼容第三方EtherCAT系统设备,能与各家EtherCAT伺服电机以及EtherCAT产品快速整合,减少采购EtherCAT外围组件时的兼容性问题。通过凌华科技自主开发的EtherCAT设定工具软件LinkMasterPro,主控制系统可自动侦测从端系统和I/O模块,产生该组态的XML 档案,减少后续安装时重新侦测及设定所需的人力与时间成本。此外,凌华科技的Softmotion软件兼容IEC 61131-3编程标准,提供多种应用套件可加速开发,同时解决系统开发与用户设定与维护的多重问题,缩短上市所需时间。 智能监控同时具备加固的设计 凌华科技的EPS从端模块除支持DI/O、AI/O与热量测和运动控制等I/O外,更提供对于EPS模块和系统的状态监控功能,包括热侦测、低电源侦测、使用周期等模块运作状态的报告以及错误管控,运动及伺服I/O状态检测。所有数据都可以通过软件或是仪表实时显示,让现场设备的模块状态可全面性被实时掌握与监控,预防大规模的机器错误所造成的损失。LinkMasterPro软件的自动侦测模块功能不只加快EtherCAT的设定过程,还协助评估 EPS系统的功能运行状态,让系统设定更加轻松省时。EPS从端模块的可热插拔设计,让系统无须关闭电源即可进行模块更换,大幅减少维修时因关闭电源停机所产生的产能损失。此外,热插拔设计的接头减少了重新接线时的麻烦,让维修工作更加顺畅。凌华科技的EtherCAT系列具备不占空间的无风扇小巧设计,不但符合IP31标准,更支持-20° C到+60° C的宽温工作范围,加固的设计能确保在严苛的工控环境下长期使用。 凌华科技量测与自动化产品事业处总监游璨铭表示:“凌华科技工业自动化以及运动控制解决方案广泛受到客户的支持与采用,已经在全世界创造安装超过500,000轴的新纪录。在凌华推出EtherCAT解决方案的同时,我们深信凌华科技在此领域的专业经验,无缝接轨的服务,优越的开发工具包以及与其他现有 I/O模块的高度整合,完整的工业计算机平台,能让我们傲视同业,我们有信心新推出的EtherCAT解决方案可以帮助客户解决各种自动化工业中的关键性挑战,让客户快速打造新一代的智慧工厂。“

    时间:2015-06-25 关键词: 智慧工厂 凌华科技 ethercat

  • 自动化设备制造商最实惠的获利秘方

    随着大陆区域人口结构改变,劳动力成本飞快上涨及缺工问题日益严重,导致各个企业都必须加重产线自动化投资,并朝无人智慧工厂发展。在现今工业4.0时代,制造业者必须随时面临少量多样的生产,以及弹性库存压力等问题,生产流程管理不能只是自动化,更需智能化。工业电脑产业创新与领导者新汉电脑(8234),自行研发出与欧美EtherCAT同步的主站解决方案: NexECM 1.0,新汉EtherCAT分散式控制器搭配上NexECM的解决方案完美整合EtherCAT主站函数库(API)与CiA402函数库(API),在技术上将可以提供大陆区域的设备制造商最新一代低成本的运动控制方式。工业电脑事业部总经理林弘洲表示:"从提供无风扇工业电脑,到NexECM 1.0及各种量身定制的整合服务,包括咨询,整合和培训,新汉一站式解决方案,能帮助自动化设备制造商缩短上市时间,提供终端用户更创新的自动化设备。   新汉电脑EtherCAT分散式设备控制器解決方案以NISE无风扇电脑为基础,采用Windows Embedded Standard 7加上 Intervalzero RTX2012的架构下开发出NexECM 1.0;透过新汉电脑EtherCAT主站解决方案: NexECM 1.0,自动化设备制造商将可以很快速的设计出各种产业应用自动化机台。同时,透过以太网为基础的现场总线系统EtherCAT,所有程序资料都是由从站控制器的硬体来处理,并可以进一步成为高性能的分散式I/O系统。 新汉NexECM1.0透过以太网络技术享有快速的响应时间与精准的实时性(Real-time)的特性,且NexECM本身采用开放式架构,使的系统整合加值商可以在开放架构上开发出与整合更多的功能与产品。同时,因为新汉电脑提供CiA402函数库API,有状态控制函数,驱动器基本操作函数,点对点运动(Profile Position mode),速度运动(Profile Velocity mode),以及归零运动(Homing mode),所以客户可以更方便进行多种运动控制,并提供快速除错功能而不需要去了解复杂的CANopen通讯协议。 新汉EtherCAT分散式设备控制器解决发难,不仅向下可控制机台,向上又可联系工厂与网络世界,更藉由完整功能,弹性界面与精确实时等特性,帮助自动化设备制造商大幅节省各种配线,线材建制与维护成本,并且达到相当于其他宾士级控制器的效能,产生最大弹性生产,提高生产效率,实现智慧工厂,智慧机械,智慧产品三者串联的工业4.0生产模式!

    时间:2015-01-23 关键词: 自动化 新汉电脑 ethercat

  • 实时以太网EtherCAT从站的硬件系统设计

    摘要:本文介绍了EtherCAT的工作原理、通信协议和基于专用芯片ET1100的从站硬件设计。凭借dsPICDEM1.1Plus Development Board开发平台和TwinCAT软件,验证了EtherCAT主从站之间的I/O开关量的通信,并通过SOEM软件和Linux平台,验证了EtherCAT从站接口卡的实时性能。 引言 将以太网技术应用于工业控制领域形成的工业以太网技术是当前工业控制网络和现场总线技术的一个很重要的发展方向。与传统的现场总线相比,以太网现场总线具有性价比高、传输速度快、数据量大、可接入标准以太网端等优点。目前,主要的实时以太网有如下几种:Pro finet、TC-net、EtherCAT、Ethernet PowerLink、Modbus-RTPS、SERCOS III,以及我国自主研制的EPA等。 EtherCAT技术是由德国Beckhoff自动化公司提出的,该技术以其优越的性能获得越来越多的关注。2003年底成立的ETG(Ethernet Techno logy Group)组织负责EtherCAT技术的维护和推广。该组织已经拥有逾千个成员,很多成员已经推出相关产品。相关产品的研发主要来自国外,如以色列Elmo公司已推出基于EtherCAT的Elmo伺服直流驱动器(Elmo Golden);而国内在此领域还处于起步阶段,只有少数公司有所涉及,如上海新华集团公司开发了一套基于EtherCAT技术的DCS控制系统等。对此,本文对工业以太网EtherCAT从站的硬件和软件部分进行开发,最终通过实验验证了所开发的EtherCAT从站具有较高实时性,满足工业控制需求。 1 EtherCAT技术介绍 1.1 EtherCAT组成及运行原理 EtherCAT使用全双工通信技术构成主从结构,主站使用标准的以太网控制器,传输介质通常使用100BASE-TX规范的5类UTP双绞线缆;从站由专用控制芯片或者FPGA IP核构成,TI公司已推出带有EtherCAT功能的微控制器M335X。 EtherCAT的运行原理如图1所示,图中j为从站个数,j=1,2,…,i,…,n。主站发出下行电报,数据帧遍访所有从站,在数据帧到达每个从站时,从站解析出本机报文,并对报文数据进行处理,然后将该数据帧传输到下一个从站,从站再进行类似的处理,直至传输完整个回路。最后一个从站发回经过完全处理的数据帧,并由紧挨着主站的从站作为响应,将数据帧发送给主站,完成一个周期的数据处理。 1.2 EtherCAT协议 EtherCAT的数据帧结构如图2所示。从图中可以看出,它采用的是标准的以太网帧结构,帧类型为0x88A4。数据包由EtherCAT头和Ether CAT数据组成,而若干个子报文又组成了数据区。子报文又由子报文头、数据域及工作计数器组成。子报文头决定该子报文应传输到对应的从站,以及该从站对子报文进行读或者写操作。在主从站通信的过程中,16位的工作计数器(WKC)的值显得尤为重要。主站发起周期控制的时候,预先给定WKC一个值,当数据帧遍历完整个设备的时候,通过对比返回的WKC值,可以验证数据报文是否被EtherCAT从站节点正确处理。 2 EtherCAT从站硬件设计 2.1 整体结构 本文设计的从站硬件电路由物理通信接口、从站控制器及其外围设备和电源模块等部分组成。从站控制器ET1100与物理通信端口的连接部分是EtherCAT从站硬件设计最关键的部分,此部分是实现主站与从站以及从站与微控制器数据通信中不可或缺的。为了拓展本设计从站接口卡对微处理器的通用性,PDI接口部分引脚引出,可以实现与数字量I/O接口、SPI接口及并行微处理器通信接口的连接。 本文后续的验证试验中,为了测试与接线的方便,使用SPI接口与微处理器进行通信。从站接口卡的整体硬件电路如图3所示。EEPROM采用的是24LC16B,存储ET1100的配置信息;电源模块采用的是体积小、价格便宜的SP6205EM,固定输出3.3 V电压;物理芯片选择的是KSZ87 21;RJ45选择的是集成了变压器接头的HanRun HR911105A。 2.2 物理通信端口 ET1100是一个功能强大的从站控制器,可以提供4个物理通信端口,实现各种类型的拓扑结构,且每个端口皆可配置为MII或EBUS两种类型。通信端口类型配置无需软件编程,可直接通过对ET1100的外围引脚P_MODE[1:0]和P_CONFIG[3:0]进行上拉或者下拉获得。其中,P_CON FIG[3:0]决定通信接口的类型,P_MODE[1:0]决定通信接口的数目。ET1100使用MII接口时,需要外接以太网物理层芯片,并且为了降低处理/转发延时,ET1100的MII接口省略了发送FIFO,最远传输距离为100 m;EtherCAT协议自定义了一种物理层传输方式EBUS,EBUS传输介质使用低压差分信号LVDS,最远传输距离为10m。 本设计中,物理通信端口使用的是端口0与端口1,且使用能传输100 m的MII类型,则有如下配置信息:P_MODE[0:1]下拉决定端口0与端口1被使能用,而P_CONFIG[0:1]上拉表示端口0与端口1使用MII类型。本文物理芯片选用的是KSZ8721,其电路连接图如图4所示。 2.3 过程数据接口 从站控制芯片ET1100的应用数据接口又称为过程数据接口,简称为PDI。PDI是微处理器与ET1100进行数据交换的接口,是底层接口电路,为上层复杂的应用协议提供硬件基础。ET1100的PDI接口可分为SPI接口、微处理器接口和数字量I/O接口,这三种接口的实现通过PDI控制寄存器0x140取不同的值来实现。而ET1100中控制寄存器的值是上电时自动加载EEPROM中用户配置的数据,并且ET1100提供一专用引脚来表征此配置信息是否被正确加载。当此引脚信号为高电平时,表示配置信息被正确加载,此时端口才会被激活。本设计中三种接口方式皆可以使用,但是SPI接口具有接线少、使用方便、传输速度快等优势,因而后续的测试实验中使用SPI接口与测试开发板进行连接。 综合以上信息,本文详细介绍了从站硬件整体框图、ET1100的物理通信端口、PDI接口以及外围芯片具体选型与使用,最终设计的具体电路的实物图如图5所示。 3 EtherCAT从站软件设计 EtherCAT从站的软件设计主要包括微处理器的软件设计和ET1100的软件设计。在本设计中,由于嵌入式主站的设计工作很复杂,所以本测试的主站由PC机担任,PC机通过倍福公司的TwinCAT软件实现主站功能,主要负责所有从站设备的工作状态以及管理主从站之间的数据通信。 ET1100的软件设计就是把配置好的与硬件相符的XML文件烧写到EEPROM中,最终实现主从站之间的通信。微处理器dsPIC30F6014A的软件设计通过操作ET1100实现应用层协议,其任务主要完成dsPIC30F6014A硬件的初始化、ET1100的初始化以及过程数据的处理等。 非周期性数据通信与周期性过程数据通信是EtherCAT网络中主从站之间数据交换的两种形式。周期性过程数据通信采用现场总线逻辑单元进行寻址,缓冲区可以被主从节点同时访问;非周期性数据通信采用邮箱方式进行,邮箱数据通信使用两个存储同步管理通道,通常主站到从站通信使用SM0,从站到主站通信使用SM1,它们可被配置成一个缓冲区方式,使用握手来避免数据溢出,只有把缓冲区数据写满后,另一端才能读取,并且只有当内存中的数据全部读出时,一端才能重新写入数据。本实验中,从站程序采用的是非周期性数据通信,并且采用的是查询方式,程序流程图如图6所示。 4 测验测试及分析 4.1 I/O开关量的实验测试与分析 以设计的基于从站控制器ET1100的EtherCAT从站接口卡和Microchip公司的dsPICDEM1.1 Plus Development Board开发板构成从站设备,PC机凭借德国倍福公司开发的TwinCAT软件作为主站设备搭建实验平台。首先,打开TwinCAT软件中的System Manager功能,找到I/O Device,单击鼠标右键扫描设备,找到BOX设备,烧写XML配置文件到ET1100中,完成特定功能的配置,按照功能要求对从站接口板与开发板进行正确的连线。在TwinCAT软件以及开发板中编写测试程序,通过观察开发板上LED的明亮以及TwinCAT软件中的图示,来验证EtherCAT中主从站之间的通信是否成功。具体实验结果如图7~图10所示。 由图7、图8可知:主站TwinCAT软件中,写入开关量1(即高电平),从站实验平台中LED被点亮,验证了主站到从站数据传输的正确性。由图9与图10分析可得:对从站平台按下按键,输出低电子,上位机主站得到了从高电平到低电平的突变,从而从站到主站的数据传输的正确性得到验证。综上所述,主从站之间实现了双工通信,并且验证了所设计的从站接口卡的可行性。 4.2 EtherCAT从站的实时性能测试 以SOURCEFORGE上开源的SOEM(Simple Open EtherCAT Master)软件,基于嵌入式操作系统Linux的应用环境,以及本设计中的从站接口卡作为测试平台,对EtherCAT数据传输的实时性进行测试分析。在不同从站节点个数组建的网络下,采集实验数据,实验数据包括主站控制周期平均值、环运行时间。通过分析实验数据可知,本设计的从站接口卡达到了预定要求,实验数据如表1所列。 分析表中数据可以得出:在不同从站节点个数组建的网络下,周期是不变的(约为0.5 ms),这是由主站来控制的;环运行时间随着节点数的增加而成倍增加,每增加一个节点,环运行时间增加1μs,也就是报文经过每个节点时延时时间约为500 ns,可以看出从站的实时性很好。 结语 针对EtherCAT应用较广,但在国内起步较晚的现状,本文详细阐述了EtherCAT的组成、工作原理以及EtherCAT协议,并在此基础上,利用从站控制芯片ET1100设计了一种EtherCAT从站卡。此从站接口卡采用MII类型的物理通信接口与同步串行总线SPI进行通信,传输介质使用100BASE-TX规范UTP双绞线缆,可以实现100 m内的可靠传输,而且SPI通信方式具有接线少等优点。 通过搭建实验乎台,对简单I/O开关量的主从站之间的数据传输进行了验证,并利用SOEM对其实时性能进行验证。综上可知,本文设计的EtherCAT接口卡有两方面的优点:具有较高实时性,满足工业需求;具有较强的通用性,可以作为单独的I/O从站,也可以融进其他嵌入式设备中进行更深层次的开发,进一步提高系统的实时性。

    时间:2014-09-14 关键词: 实时性 et1100 ethercat

  • 自动化设备制造商最实惠的获利秘方

     随着大陆区域人口结构改变,劳动力成本飞快上涨及缺工问题日益严重,导致各个企业都必须加重产线自动化投资,并朝无人智慧工厂发展。在现今工业4.0时代,制造业者必须随时面临少量多样的生产,以及弹性库存压力等问题,生产流程管理不能只是自动化,更需智能化。工业电脑产业创新与领导者新汉电脑(8234),自行研发出与欧美EtherCAT同步的主站解决方案: NexECM 1.0,新汉EtherCAT分散式控制器搭配上NexECM的解决方案完美整合EtherCAT主站函数库(API)与CiA402函数库(API),在技术上将可以提供大陆区域的设备制造商最新一代低成本的运动控制方式。工业电脑事业部总经理林弘洲表示:"从提供无风扇工业电脑,到NexECM 1.0及各种量身定制的整合服务,包括咨询,整合和培训,新汉一站式解决方案,能帮助自动化设备制造商缩短上市时间,提供终端用户更创新的自动化设备。 新汉电脑EtherCAT分散式设备控制器解決方案以NISE无风扇电脑为基础,采用Windows Embedded Standard 7加上 Intervalzero RTX2012的架构下开发出NexECM 1.0;透过新汉电脑EtherCAT主站解决方案: NexECM 1.0,自动化设备制造商将可以很快速的设计出各种产业应用自动化机台。同时,透过以太网为基础的现场总线系统EtherCAT,所有程序资料都是由从站控制器的硬体来处理,并可以进一步成为高性能的分散式I/O系统。 新汉NexECM1.0透过以太网络技术享有快速的响应时间与精准的实时性(Real-time)的特性,且NexECM本身采用开放式架构,使的系统整合加值商可以在开放架构上开发出与整合更多的功能与产品。同时,因为新汉电脑提供CiA402函数库API,有状态控制函数,驱动器基本操作函数,点对点运动(Profile Position mode),速度运动(Profile Velocity mode),以及归零运动(Homing mode),所以客户可以更方便进行多种运动控制,并提供快速除错功能而不需要去了解复杂的CANopen通讯协议。 新汉EtherCAT分散式设备控制器解决发难,不仅向下可控制机台,向上又可联系工厂与网络世界,更藉由完整功能,弹性界面与精确实时等特性,帮助自动化设备制造商大幅节省各种配线,线材建制与维护成本,并且达到相当于其他宾士级控制器的效能,产生最大弹性生产,提高生产效率,实现智慧工厂,智慧机械,智慧产品三者串联的工业4.0生产模式!

    时间:2014-06-07 关键词: 自动化 新汉电脑 ethercat

  • 自动化设备制造商最实惠的获利秘方

    随着大陆区域人口结构改变,劳动力成本飞快上涨及缺工问题日益严重,导致各个企业都必须加重产线自动化投资,并朝无人智慧工厂发展。在现今工业4.0时代,制造业者必须随时面临少量多样的生产,以及弹性库存压力等问题,生产流程管理不能只是自动化,更需智能化。工业电脑产业创新与领导者新汉电脑(8234),自行研发出与欧美EtherCAT同步的主站解决方案: NexECM 1.0,新汉EtherCAT分散式控制器搭配上NexECM的解决方案完美整合EtherCAT主站函数库(API)与CiA402函数库(API),在技术上将可以提供大陆区域的设备制造商最新一代低成本的运动控制方式。工业电脑事业部总经理林弘洲表示:"从提供无风扇工业电脑,到NexECM 1.0及各种量身定制的整合服务,包括咨询,整合和培训,新汉一站式解决方案,能帮助自动化设备制造商缩短上市时间,提供终端用户更创新的自动化设备。   新汉电脑EtherCAT分散式设备控制器解決方案以NISE无风扇电脑为基础,采用Windows Embedded Standard 7加上 Intervalzero RTX2012的架构下开发出NexECM 1.0;透过新汉电脑EtherCAT主站解决方案: NexECM 1.0,自动化设备制造商将可以很快速的设计出各种产业应用自动化机台。同时,透过以太网为基础的现场总线系统EtherCAT,所有程序资料都是由从站控制器的硬体来处理,并可以进一步成为高性能的分散式I/O系统。 新汉NexECM1.0透过以太网络技术享有快速的响应时间与精准的实时性(Real-time)的特性,且NexECM本身采用开放式架构,使的系统整合加值商可以在开放架构上开发出与整合更多的功能与产品。同时,因为新汉电脑提供CiA402函数库API,有状态控制函数,驱动器基本操作函数,点对点运动(Profile Position mode),速度运动(Profile Velocity mode),以及归零运动(Homing mode),所以客户可以更方便进行多种运动控制,并提供快速除错功能而不需要去了解复杂的CANopen通讯协议。 新汉EtherCAT分散式设备控制器解决发难,不仅向下可控制机台,向上又可联系工厂与网络世界,更藉由完整功能,弹性界面与精确实时等特性,帮助自动化设备制造商大幅节省各种配线,线材建制与维护成本,并且达到相当于其他宾士级控制器的效能,产生最大弹性生产,提高生产效率,实现智慧工厂,智慧机械,智慧产品三者串联的工业4.0生产模式!

    时间:2014-04-06 关键词: 自动化 新汉电脑 ethercat

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