Beckhoff Média Móvel

Controlador de movimento suave EtherCAT WMX2 com biblioteca de classes do Windows Um controlador de movimento geral high-end versátil, capaz de controlar simultaneamente até 64 eixos e 64 canais com funções de controle avançadas. WMX2 pode ser executado como um mestre EtherCAT no PC com uma porta LAN, sem placa de interface especializada é necessária. O WMX2 inclui a pilha Master EtherCAT original com funcionalidades EtherCAT completas, incluindo DC Sync e HotConnect e a ferramenta de extensão em tempo real do Windows, permitindo o controle de movimento em tempo real com ciclo de comunicação síncrono tão rápido quanto 0,25ms. Desenvolva um controlador de movimento de alto desempenho original com WMX2 Windows Class Library suportando até 256 threads e mais de 500 funções de API, incluindo a API de gerenciamento de rede EtherCAT. Novos perfis de movimento avançados permitem aos desenvolvedores programar movimentos complexos e sensíveis para situações difíceis que exigem precisões extremas. Controle de sincronização (Master-Slave) no máximo de 32 pares Principais funções EtherCAT: CoE, FoE, Sincronização DC, Topologias LineStarRing, HotConnect, EtherCAT Gerenciamento de Rede API Perfis de Movimento: Trapezoidal, S-Curve e Jerk Limitada Sinusoidal Parabólica Avançada E Trapezoidal Moving Average Time, perfil especificado pelo usuário As funções de movimento incluem, Jog, reposicionamento, PTP, movimento de lista, funções de buffer de início API. Funções de substituição capazes de alterar PTP, PTPDVC, parâmetro de perfil durante o movimento Novas Funções: Interpolação de Caminho, Simulação de Tempo de Buffer de API, Soft Landing Métodos de Comando Suportados: PositionVelocityTorque (O modo transparente disponível para Torque, Velocity) IO e controle de movimento. Ideal para aplicações SMT Compensação de erro de pitch, Compensação de folga, Compensação de retaguarda O Visual Studio 2008 ou posterior (CC) eo Microsoft framework 4.5 ou posterior O WMX2 vem com o Network Configurator 2, uma ferramenta de gerenciamento de rede EtherCAT tudo-em-um. Todas as configurações necessárias, configuração, verificação do status de escravo e até mesmo diagnóstico de erro pode ser feito dentro desta ferramenta. Todas as funções disponíveis como API para developers. EtherCAT - o Ethernet Fieldbus. Esta seção fornece uma introdução aprofundada em EtherCAT (Ethernet para Tecnologia de Automação de Controle). EtherCAT é uma tecnologia industrial Ethernet em tempo real desenvolvida originalmente pela Beckhoff Automation. O protocolo EtherCAT que é divulgado na norma IEC IEC61158 é adequado para requisitos de tempo real e soft em tecnologia de automação, em testes e medições e em muitas outras aplicações. O foco principal durante o desenvolvimento de EtherCAT foi em tempos de ciclo curtos (100 micros), jitter baixo para sincronização precisa (1 micros) e baixo custo de hardware. EtherCAT foi introduzido em abril de 2003 eo EtherCAT Technology Group foi fundado em novembro de 2003 - Enquanto isso, a ETG cresceu para se tornar a maior empresa de Ethernet industrial e fieldbus do mundo. O ETG reúne fabricantes e usuários, que contribuem em grupos de trabalho técnicos para o avanço da tecnologia EtherCAT. 1. Características do EtherCAT 1.1 Princípio Funcional O mestre EtherCAT envia um telegrama que passa através de cada nó. Cada dispositivo escravo EtherCAT lê os dados endereçados a ele na marcha, e insere seus dados na moldura como a moldura está se movendo para jusante. A estrutura é retardada somente por tempos de atraso de propagação de hardware. O último nó de um segmento (ou ramo) detecta uma porta aberta e envia a mensagem de volta para o mestre usando o recurso full duplex Ethernet technologys. A taxa de dados eficaz máxima dos telegramas aumenta para mais de 90, e devido à utilização da funcionalidade full duplex, a taxa de dados efectiva teórica é mesmo superior a 100 Mbits (gt 90 de duas vezes 100 Mbits). O mestre EtherCAT é o único nó dentro de um segmento permitido para enviar ativamente um EtherCAT quadro todos os outros nós apenas encaminhar frames downstream. Este conceito evita atrasos imprevisíveis e garante capacidades em tempo real. O mestre usa um padrão Ethernet Media Access Controller (MAC) sem um processador de comunicação adicional. Isso permite que um mestre seja implementado em qualquer plataforma de hardware com uma porta Ethernet disponível, independentemente do sistema operacional em tempo real ou do software aplicativo utilizado. Os dispositivos escravos EtherCAT usam um EtherCAT Slave Controller (ESC) para processar quadros instantaneamente e totalmente em hardware, tornando o desempenho da rede previsível e independente da implementação do dispositivo escravo individual. 1.2 Protocolo EtherCAT incorpora sua carga útil em um quadro Ethernet padrão. O quadro é identificado com o Identificador (0x88A4) no campo EtherType. Como o protocolo EtherCAT é otimizado para dados cíclicos curtos, o uso de pilhas de protocolos, como TCPIP ou UDPIP, pode ser eliminado. Para assegurar a comunicação de TI Ethernet entre os nós, as conexões TCPIP podem opcionalmente ser encapsuladas através de um canal de caixa de correio sem afetar a transferência de dados em tempo real. Durante a inicialização, o dispositivo mestre configura e mapeia os dados de processo nos dispositivos escravos. Diferentes quantidades de dados podem ser trocadas com cada escravo, de um bit a alguns bytes, ou mesmo até kilobytes de dados. A estrutura EtherCAT contém um ou mais datagramas. O cabeçalho do datagrama indica que tipo de acesso o dispositivo mestre gostaria de executar: Leitura, escrita, leitura e gravação Acesso a um dispositivo escravo específico através de endereçamento direto ou acesso a vários dispositivos escravos através de endereçamento lógico (endereçamento implícito) Para o intercâmbio cíclico de dados de processo. Cada datagrama aborda uma parte específica da imagem de processo no segmento EtherCAT, para o qual 4 GBytes de espaço de endereço está disponível. Durante a inicialização da rede, cada dispositivo escravo é atribuído um ou mais endereços neste espaço de endereço global. Se vários dispositivos escravos são atribuídos endereços na mesma área, todos eles podem ser endereçados com um único datagrama. Como os datagramas contêm completamente todas as informações relacionadas ao acesso a dados, o dispositivo mestre pode decidir quando e quais dados acessar. Por exemplo, o dispositivo mestre pode usar tempos de ciclo curtos para atualizar dados nas unidades, enquanto usa um tempo de ciclo mais longo para amostrar o IO, uma estrutura de dados de processo fixa não é necessária. Além de dados cíclicos, outros datagramas podem ser usados ​​para comunicação assíncrona ou movida por eventos. Além do endereçamento lógico, o dispositivo mestre também pode endereçar um dispositivo escravo através de sua posição na rede. Esse método é usado durante a inicialização da rede para determinar a topologia de rede e compará-la com a topologia planejada. Depois de verificar a configuração da rede, o dispositivo mestre pode atribuir a cada nó um endereço de nó configurado e comunicar com o nó através deste endereço fixo. Isso permite acesso direcionado aos dispositivos, mesmo quando a topologia da rede é alterada durante a operação, por exemplo, com Hot Connect Groups. Existem duas abordagens para a comunicação slave-to-slave. Um dispositivo escravo pode enviar dados diretamente para outro dispositivo escravo que está conectado mais a jusante na rede. Uma vez que as tramas EtherCAT só podem ser processadas no futuro, este tipo de comunicação directa depende da topologia das redes e é particularmente adequado para a comunicação escravo-escravo numa concepção constante da máquina (por exemplo, em máquinas de impressão ou de embalagem). Em contraste, a comunicação slave-to-slave livremente configurável é executada através do dispositivo mestre, e requer dois ciclos de barramento (não necessariamente dois ciclos de controle). 1.3 Topologia Linha, árvore, estrela ou daisy-chain: EtherCAT suporta quase todas as topologias. EtherCAT faz um barramento puro ou linha topologia com centenas de nós possível sem as limitações que normalmente surgem de interruptores em cascata ou hubs. Ao ligar o sistema, a combinação de linhas com ramos ou linhas suspensas é benéfica: as portas necessárias para criar ramos são diretamente integradas em muitos módulos IO, portanto, não são necessários switches adicionais ou componentes de infraestrutura ativa. Máquinas modulares ou trocadores de ferramentas requerem segmentos de rede ou nós individuais para serem conectados e desconectados durante o funcionamento. Os controladores escravos EtherCAT já incluem a base para este recurso Hot Connect. Se uma estação vizinha é removida, a porta é automaticamente fechada para que o restante da rede possa continuar a operar sem interferências. Tempos de detecção muito curtos 15 s garantem uma transição suave. Flexibilidade adicional é dada em relação aos possíveis tipos de cabos. O cabo Ethernet industrial barato pode ser usado entre dois nós até 100m de distância no modo 100BASE-TX. A opção Power over EtherCAT (compatível com IEEE 802.3af) permite a conexão de dispositivos como sensores com uma única linha. Fibra óptica (como 100BASE-FX) também pode ser usado, por exemplo, para uma distância de nó superior a 100 m. Até 65.535 dispositivos podem ser conectados ao EtherCAT, de modo que a expansão da rede é praticamente ilimitada. Como é costume com Ethernet, as alterações arbitrárias entre as camadas físicas são permitidas. 1.4 Sincronização Em aplicações com processos espacialmente distribuídos que requerem ações simultâneas, a sincronização exata é particularmente importante. Por exemplo, este é o caso de aplicações nas quais vários eixos de servo executam movimentos coordenados. Em contraste com a comunicação completamente síncrona, cuja qualidade sofre imediatamente de erros de comunicação, os relógios sincronizados distribuídos têm um alto grau de tolerância para jitter no sistema de comunicação. Portanto, a solução EtherCAT para sincronização de nós é baseada em relógios distribuídos (DC). A calibração dos relógios nos nós é completamente baseada em hardware. O tempo a partir do primeiro dispositivo DC escravo é distribuído de forma cíclica para todos os outros dispositivos no sistema. Com este mecanismo, os relógios do dispositivo escravo podem ser ajustados com precisão a este relógio de referência. O jitter resultante no sistema é significativamente menor do que 1s. Uma vez que o tempo enviado a partir do relógio de referência chega aos dispositivos escravos ligeiramente atrasados, este atraso de propagação deve ser medido e compensado para cada dispositivo escravo para assegurar a sincronicidade e a simultaneidade. Este atraso é medido durante o arranque da rede ou, se desejado, mesmo continuamente durante a operação, assegurando que os relógios são simultâneos a muito menos de 1s um do outro. Se todos os nós tiverem as mesmas informações de tempo, eles podem definir seus sinais de saída simultaneamente e afixar seus sinais de entrada com um timestamp altamente preciso. Em aplicações de controle de movimento, a precisão do ciclo também é importante, além da sincronicidade e simultaneidade. Em tais aplicações, a velocidade é tipicamente derivada da posição medida, por isso é crítico que as medições de posição sejam tomadas de forma equidistante (i. e. em ciclos exatos). Além disso, o uso de relógios distribuídos também descarrega o dispositivo mestre porque ações como a medição de posição são acionadas pelo relógio local em vez de quando a estrutura é recebida, o dispositivo mestre não tem requisitos tão estritos para enviar quadros. Isso permite que a pilha de mestre seja implementada em software em hardware Ethernet padrão. Uma vez que a precisão do relógio não depende de quando seu conjunto, o tempo de transmissão absoluta quadros torna-se irrelevante. O mestre EtherCAT precisa apenas para garantir que o telegrama EtherCAT seja enviado cedo o suficiente, antes que o sinal DC nos dispositivos escravos acione a saída. 1.5 Diagnóstico e localização de erros As características de diagnóstico desempenham um papel importante na determinação da disponibilidade de máquinas e do tempo de comissionamento. Além da detecção de erros, a localização de erros é importante durante a solução de problemas. O Controlador Escravo EtherCAT em cada nó verifica a estrutura em movimento para erros com uma soma de verificação. As informações são fornecidas ao aplicativo escravo somente se o quadro tiver sido recebido corretamente. Se houver um erro de bit, o contador de erro é incrementado e os nós subseqüentes são informados de que o quadro contém um erro. O dispositivo mestre também irá detectar que a moldura está com defeito e descartar suas informações. O dispositivo mestre é capaz de detectar onde a falha ocorreu originalmente no sistema analisando os contadores de erro de nós. EtherCAT pode detectar e localizar distúrbios ocasionais antes que o problema afete a operação das máquinas. Dentro dos quadros, o contador de trabalho permite que as informações em cada datagrama para ser monitorado para a consistência. Cada nó que é endereçado pelo datagrama e cuja memória está acessível incrementa o contador de trabalho automaticamente. O mestre é então capaz de confirmar cíclicamente se todos os nós estão trabalhando com dados consistentes. Se o contador de trabalho tiver um valor diferente do que deveria, o mestre não reencaminha esses dados de datagramas para o aplicativo de controle. O dispositivo mestre é então capaz de detectar automaticamente a razão para o comportamento inesperado com a ajuda de informações de estado e erro dos nós, bem como o estado do link. Como o EtherCAT utiliza tramas Ethernet padrão, o tráfego de rede EtherCAT pode ser gravado com a ajuda de ferramentas de software Ethernet gratuitas. Por exemplo, o bem conhecido software Wireshark vem com um interpretador de protocolo para EtherCAT, de modo que as informações específicas do protocolo, como o contador de trabalho, comandos, etc. são mostradas em texto sem formatação. 1.6 Alta disponibilidade Para máquinas ou equipamentos com requisitos de alta disponibilidade, uma quebra de cabo ou um mau funcionamento do nó não deve significar que um segmento de rede não está mais acessível ou que toda a rede falha. EtherCAT permite a redundância de cabos com medidas simples. Ao conectar um cabo do último nó a uma porta Ethernet adicional no dispositivo mestre, uma topologia de linha é estendida para uma topologia em anel. Um caso de redundância, como uma quebra de cabo ou uma falha no nó, é detectado por um complemento de software na pilha mestre. A detecção de ligação nos dispositivos escravos detecta e resolve automaticamente casos de redundância com um tempo de recuperação inferior a 15 s, pelo que no máximo, um único ciclo de comunicação é interrompido. Isso significa que até mesmo aplicações de movimento com tempos de ciclo muito curtos podem continuar funcionando sem problemas quando um cabo quebra. Com EtherCAT, também é possível realizar a redundância do dispositivo mestre com Hot Standby. Componentes de rede vulneráveis, como aqueles conectados com uma corrente de arrasto, podem ser conectados com uma linha de queda, de modo que mesmo quando um cabo quebra, o resto da máquina continua funcionando. 1.7 Transferência segura de dados Para a transferência de dados relevantes para a segurança, o EtherCAT utiliza o protocolo Safety over EtherCAT (FSoE). Os benefícios são os seguintes: Um único sistema de comunicação para dados de controle e segurança A capacidade de modificar e expandir com flexibilidade a arquitetura do sistema de segurança Soluções pré-certificadas para simplificar as aplicações de segurança Potentes capacidades de diagnóstico para funções de segurança Integração perfeita do design de segurança na máquina Design A capacidade de utilizar as mesmas ferramentas de desenvolvimento tanto para aplicações standard como para aplicações de segurança A tecnologia de segurança EtherCAT foi desenvolvida de acordo com a IEC 61508, é certificada pela TUumlV e é padronizada na IEC 61784-3. O protocolo é adequado para aplicações de segurança com um nível de integridade de segurança até SIL 3. Com segurança sobre EtherCAT, o sistema de comunicação faz parte de um chamado Black Channel, que não é considerado relevante para a segurança. O sistema de comunicação padrão EtherCAT utiliza um único canal para transferir dados padrão e críticos para a segurança. Os quadros de segurança, conhecidos como recipientes de segurança, contêm dados de processo críticos para a segurança e informações adicionais usadas para proteger esses dados. Os contentores de segurança são transportados como parte dos dados do processo de comunicações. Se a transferência de dados é segura não depende da tecnologia de comunicação subjacente, e isnt restrito a EtherCAT Safety Containers podem viajar através de sistemas fieldbus, Ethernet ou tecnologias semelhantes, e pode fazer uso de cabos de cobre, fibra óptica e até mesmo conexões sem fio. O Recipiente de Segurança é encaminhado através dos vários controladores e processado nas várias partes da máquina. Isto faz com que as funções de paragem de emergência para uma máquina inteira ou trazer as partes específicas de uma máquina para uma paralisação possível, mesmo se as partes da máquina são acoplados com outros sistemas de comunicação (por exemplo Ethernet). 1.8 Perfis de Comunicação Para configurar e diagnosticar dispositivos escravos, é possível acessar as variáveis ​​fornecidas para a rede com a ajuda de comunicação acíclica. Isso é baseado em um protocolo de caixa de correio confiável com uma função de recuperação automática para mensagens erradas. Para suportar uma grande variedade de dispositivos e camadas de aplicação, foram estabelecidos os seguintes perfis de comunicação EtherCAT: Protocolo de aplicação CAN sobre EtherCAT (CoE) Perfil de servoaccionamento, de acordo com IEC 61800-7-204 (SoE) Ethernet sobre EtherCAT ) Acesso a arquivos através de EtherCAT (FoE) Um dispositivo escravo não é necessário para suportar todos os perfis de comunicação em vez disso, pode decidir qual perfil é mais adequado para suas necessidades. O dispositivo mestre é notificado quais perfis de comunicação foram implementados através do arquivo de descrição do dispositivo escravo. 1.8.1 Protocolo de aplicação CAN sobre EtherCAT (CoE) Com o protocolo CoE, o EtherCAT fornece os mesmos mecanismos de comunicação do CANopenreg-Standard EN 50325-4: Dicionário de Objetos, Mapeamento PDO (Process Data Objects) e SDO (Service Data Objects) O gerenciamento de rede é semelhante. Isso torna possível implementar o EtherCAT com o mínimo de esforço em dispositivos que foram previamente equipados com CANopen, e grandes porções do Firmware CANopen são até mesmo reutilizáveis. Opcionalmente, a limitação herdada de PDO de 8 bytes pode ser dispensada, e também é possível usar a largura de banda aprimorada do EtherCAT para suportar o upload de todo o Dicionário de Objetos. Os perfis de dispositivo, como o perfil de acionamento CiA 402, também podem ser reutilizados para EtherCAT. 1.8.2 Perfil do Servo Drive de acordo com IEC 61800-7-204 (SoE) O SERCOS é conhecido como interface de comunicação em tempo real, especialmente para aplicações de controle de movimento. O perfil SERCOS para servo-accionamentos está incluído na norma internacional IEC 61800-7. O padrão também contém o mapeamento desse perfil para EtherCAT. O canal de serviço, incluindo o acesso a todos os parâmetros e funções internos da unidade, são mapeados para a EtherCAT Mailbox. 1.8.3 Ethernet sobre EtherCAT (EoE) O EtherCAT faz uso de camadas físicas de Ethernet e da estrutura Ethernet. O termo Ethernet também é freqüentemente associado à transferência de dados em aplicativos de TI, que são baseados em uma conexão TCPIP. Usando o protocolo Ethernet over EtherCAT (EoE) qualquer tráfego de dados Ethernet pode ser transportado dentro de um segmento EtherCAT. Os dispositivos Ethernet são conectados a um segmento EtherCAT através dos chamados Switchports. As tramas Ethernet são tunelizadas através do protocolo EtherCAT, de forma semelhante aos protocolos de Internet (por exemplo, TCPIP, VPN, PPPoE (DSL), etc.), o que torna a rede EtherCAT completamente transparente para dispositivos Ethernet. O dispositivo com a propriedade Switchport se encarrega de inserir fragmentos TCPIP no tráfego EtherCAT e, portanto, impede que as propriedades em tempo real de redes sejam afetadas. Além disso, dispositivos EtherCAT também podem suportar protocolos de Internet (como HTTP) e, portanto, podem se comportar como um nó Ethernet padrão fora do segmento EtherCAT. O dispositivo mestre atua como um switch Layer-2 que envia os quadros via EoE para os nós correspondentes de acordo com seus endereços MAC. Desta forma, todas as tecnologias da Internet também podem ser implementadas em um ambiente EtherCAT, como um servidor web integrado, E-mail, transferência FTP, etc. 1.8.4 Acesso a arquivos através de EtherCAT (FoE) Este protocolo simples semelhante ao TFTP (Trivial File Transfer Protocol) permite o acesso a arquivos em um dispositivo e um carregamento uniforme de firmware para dispositivos em uma rede. O protocolo foi deliberadamente especificado de forma enxuta, de modo que possa ser suportado por programas boot loader uma pilha TCPIP isnt necessária. 1.9 EtherCAT Automation Protocol (EAP) O nível de gerenciamento de processo possui requisitos especiais de comunicação que diferem ligeiramente dos requisitos abordados pelo EtherCAT Device Protocol, descrito nas seções anteriores. Máquinas ou seções de uma máquina muitas vezes precisam trocar informações de status e informações sobre os seguintes passos de fabricação uns com os outros. Além disso, geralmente há um controlador central que monitora todo o processo de fabricação, que fornece ao usuário informações de status sobre a produtividade e atribui ordens às várias estações da máquina. O EtherCAT Automation Protocol (EAP) cumpre todos os requisitos acima. O protocolo define interfaces e serviços para: Intercâmbio de dados entre dispositivos mestre EtherCAT (comunicação mestre-mestre) Comunicação com interfaces Homem Máquina (HMI) Um controlador de supervisão para acessar dispositivos pertencentes aos segmentos EtherCAT subjacentes (roteamento) Integração de ferramentas para a máquina ou planta Bem como para a configuração do dispositivo Os protocolos de comunicação utilizados no EAP fazem parte da norma internacional IEC 61158. O EAP pode ser transmitido através de qualquer ligação Ethernet, incluindo uma ligação sem fios, por exemplo, permitindo incluir veículos automáticos guiados (AGV) , Que são comuns nas indústrias de semicondutores e automotivas. A troca cíclica de dados de processo com EAP segue o princípio Push ou Poll. No modo Push, cada nó envia seus dados com seu próprio tempo de ciclo ou em um múltiplo do próprio tempo de ciclo. Cada receptor pode ser configurado para receber dados de remetentes específicos. A configuração dos dados do emissor e do receptor é feita através do conhecido Dicionário de Objetos. No modo Poll, um nó (muitas vezes o controlador central) envia um telegrama para os outros nós, e cada nó responde com seu próprio telegrama. A comunicação EAP cíclica pode ser diretamente incorporada dentro da estrutura Ethernet, sem transporte adicional ou protocolo de roteamento. Novamente, o EtherType Ox88A4 identifica o uso específico de EtherCAT da armação. Isso permite a troca de dados de alto desempenho com EAP em um ciclo de milissegundos. Se o roteamento de dados entre máquinas distribuídas for necessário, os dados do processo também podem ser transmitidos via UPDIP ou TCPIP. Além disso, com a ajuda do Safety over EtherCAT Protocol, também é possível transmitir dados críticos de segurança via EAP. Isso é comum nos casos em que partes de uma grande máquina precisam trocar dados críticos de segurança para realizar uma função de parada de emergência global ou para informar as máquinas vizinhas de uma parada de emergência. 1.10 Integração de outros sistemas de barramento A ampla largura de banda do EtherCAT torna possível incorporar redes de fieldbus convencionais como um sistema subjacente através de um gateway EtherCAT, o que é particularmente útil ao migrar de um fieldbus convencional para EtherCAT. A transição para o EtherCAT é gradual, tornando possível continuar usando componentes de automação que ainda não suportam uma interface EtherCAT. A capacidade de integrar gateways descentralizados também reduz o tamanho físico do PC Industrial, às vezes até mesmo para um PC Industrial incorporado, já que os slots de extensão não são mais necessários. No passado, os slots de extensão também eram necessários para conectar dispositivos complexos, como gateways mestre e escravo de fieldbus, interfaces seriais rápidas e outros subsistemas de comunicação. No EtherCAT, tudo o que é necessário para conectar esses dispositivos é uma única porta Ethernet. Os dados de processo do subsistema subjacente são disponibilizados diretamente na imagem de processo do sistema EtherCAT. 2. Implementação Cada sensor, dispositivo IO, ou controlador embutido deve ser capaz de adicionar uma interface EtherCAT. Além disso, a interface EtherCAT também não requer uma CPU mais potente - os requisitos de CPU em vez disso são baseados apenas nas necessidades da aplicação de destino. Além dos requisitos de hardware e software, o suporte ao desenvolvimento e a disponibilidade de pilhas de comunicação são importantes ao desenvolver uma interface. Kits de avaliação disponíveis de vários fabricantes, oficinas de desenvolvedores, bem como código de exemplo gratuito tornam a começar mais fácil. 2.1 Mestre Para a implementação de um mestre EtherCAT é necessário um controlador Ethernet integrado ou uma placa de rede padrão, portanto nenhuma placa de interface especial é necessária. Na maioria dos casos, o controlador Ethernet é integrado através de acesso direto à memória (DMA), portanto, não é necessária capacidade da CPU para a transferência de dados entre o dispositivo mestre ea rede. Em uma rede EtherCAT, o mapeamento ocorre nos dispositivos escravos. Cada dispositivo escravo grava seus dados no local certo na imagem do processo e lê os dados endereçados a ele enquanto o quadro está se movendo. Portanto, a imagem de processo que chega ao dispositivo mestre já está ordenada corretamente. EtherCAT mestre dispositivos foram implementados para uma ampla variedade de sistemas operacionais: Windows e Linux em várias iterações, QNX, RTX, VxWorks, Intime, eCos são apenas alguns exemplos. Para operar uma rede, o mestre EtherCAT requer a estrutura de dados do processo cíclico, bem como comandos de inicialização para cada dispositivo escravo. Esses comandos podem ser exportados para um arquivo EtherCAT Network Information (ENI) com a ajuda de uma ferramenta de configuração EtherCAT, que usa os arquivos ESET (EtherCAT Slave Information) dos dispositivos conectados. A largura das implementações mestre disponíveis e suas funções suportadas varia. Dependendo do aplicativo de destino, as funções opcionais são suportadas ou propositalmente omitidas para otimizar a utilização de recursos de hardware e software. Por este motivo, os dispositivos mestre EtherCAT são classificados em duas classes: um Mestre Classe-A é um dispositivo mestre EtherCAT padrão, enquanto um Mestre Classe-B é um dispositivo mestre com menos funções. Em princípio, todas as implementações principais devem visar a classificação de Classe A. A classe B só é recomendada para casos em que os recursos disponíveis são insuficientes para suportar todas as funcionalidades, como em sistemas incorporados. Os dispositivos escravos EtherCAT usam os Controladores Escravos EtherCAT (ESC) sob a forma de um ASIC, FPGA ou integrados em um microcontrolador padrão. Dispositivos escravos simples não precisam de um microcontrolador adicional, pois entradas e saídas podem ser conectadas diretamente ao ESC. Para dispositivos escravos mais complexos, o desempenho da comunicação depende apenas minimamente do desempenho do microcontrolador e, na maioria dos casos, um microcontrolador de 8 bits é suficiente. Os Controladores Escravos EtherCAT estão disponíveis em vários fabricantes, com o tamanho da DPRAM interna eo número de Unidades de Gerenciamento de Memória de Fieldbus (FMMUs) dependendo da variação. Estão disponíveis diferentes interfaces de dados de processo (PDI) para acesso externo do controlador de aplicação à memória de aplicação: A interface IO paralela de 32 bits é adequada para ligar até 32 entradas e saídas digitais, mas também para sensores simples ou actuadores para os quais 32 Bits de dados são suficientes e nenhum controlador de aplicação é necessário. A Interface Periférica Serial (SPI) é direcionada a aplicativos com pequenas quantidades de dados de processo, como dispositivos IO analógicos, codificadores ou unidades simples. A Interface de Microcontrolador 816-Bit paralela corresponde a interfaces comuns de controladores fieldbus com DPRAM integrado. É particularmente adequado para nós complexos com grandes quantidades de dados. Os barramentos síncronos adequados para vários microcontroladores foram implementados para variações FPGA e On-Chip. A configuração de hardware é armazenada em uma memória não volátil (por exemplo, uma EEPROM), a Slave Information Interface (SII), que contém informações sobre os recursos básicos do dispositivo, para que o mestre possa ler isso no boot e operar o dispositivo até mesmo Se o arquivo de descrição do dispositivo não estiver disponível. O arquivo EtherCAT Slave Information (ESI) fornecido com o dispositivo é baseado em XML e contém a descrição completa de suas propriedades acessíveis à rede, como dados de processo e suas opções de mapeamento, os protocolos de caixa de correio suportados incluindo recursos opcionais, bem como os modos suportados De sincronização. A Ferramenta de Configuração de Rede usa essas informações para configuração online e offline da rede. Vários fabricantes oferecem kits de avaliação para implementar dispositivos escravos. Esses kits incluem software aplicativo escravo no código-fonte, e às vezes também incluem um mestre de teste. 3. Conformidade e Certificação Dois fatores importantes para um padrão de comunicação para ser bem sucedido são conformidade e interoperabilidade. Além de exigir um teste de conformidade para cada implementação de dispositivo (auxiliado pela Ferramenta de Teste de Conformidade EtherCAT automatizada), o Grupo de Tecnologia EtherCAT oferece uma variedade de atividades para assegurar a interoperabilidade entre dispositivos mestre EtherCAT, dispositivos escravos e também a EtherCAT Configuration Tool. 3.1 Plug Fest Ao tentar testar se vários dispositivos são interoperáveis, conectar os dispositivos juntos é uma abordagem pragmática. Com isso em mente, o ETG detém vários chamados Plug Fests todos os anos, com cada Plug Fest geralmente abrangendo dois dias. Durante o Plug Fests, os fabricantes de dispositivos mestre e escravo se reúnem para testar como seus dispositivos se comportam juntos, o que melhora a usabilidade dos dispositivos no campo. O ETG mantém Plug Fests na Europa, América do Norte e Ásia em uma base regular. 3.2 Ferramenta de Teste de Conformidade (CTT) A Ferramenta de Teste de Conformidade EtherCAT (CTT) permite testar automaticamente o comportamento dos dispositivos escravos EtherCAT. O CTT é um programa do Windows que requer apenas uma porta Ethernet padrão. A ferramenta envia quadros EtherCAT para o dispositivo em teste (DuT) e recebe suas respostas. Um caso de teste é marcado como passado se a resposta do DuT corresponde à resposta definida. Os casos de teste são definidos como arquivos XML. Isto torna possível modificar ou expandir os casos de teste sem ter que modificar a ferramenta de teste real. A Conformidade TWG é responsável por especificar e liberar os casos de teste válidos mais atuais. Além dos testes de protocolo, o CTT também examina se os valores no arquivo EtherCAT Slave Information (ESI) são válidos. Finalmente, os CTT também realizam testes de protocolo específicos do dispositivo, como para o perfil de acionamento CiA402. Todas as etapas de teste e os resultados são salvos em um registrador de teste e podem ser analisados ​​ou salvos como uma verificação documentada para a liberação do dispositivo. 3.3 Conformidade do Grupo de Trabalho Técnico O Comitê Técnico do ETG (TC) estabeleceu uma Conformidade do Grupo de Trabalho Técnico (TWG), que determina os procedimentos de teste, o conteúdo do teste ea implementação do Teste de Conformidade. O TWG Conformance está continuamente expandindo os testes e sua profundidade. O TWG Conformance também estabeleceu um processo de teste de interoperabilidade, com o qual os dispositivos podem ser testados no contexto de toda uma rede. 4. Normalização Internacional O EtherCAT, bem como o Safety-over-EtherCAT, são normas IEC internacionais (em IEC 61158 e IEC 61784). Não só as camadas de protocolo inferiores são padronizadas, mas também a camada de aplicação e os perfis de dispositivo, e. Para a tecnologia de acionamento. Em muitos países, EtherCAT também é um padrão nacional, p. in most European countries, in China and Korea. SEMI (Semiconductor Equipment and Materials International) accepted EtherCAT as communication standard (E54.20) for the semiconductor industry. The ETG Semiconductor Technical Working Group defines appropriate industry-specific device profiles and implementation guidelines. The EtherCAT specification is available in English, Japanese, Korean and Chinese language. CANopen is a trademark of the CAN in Automation e. V. SERCOS interface is a trademark of the SERCOS International. V. EtherCAT Multimedia Watch the outstanding EtherCAT Functional Principle EtherCAT BrochureBeckhoff Automation Worldwide Sales Increase by 26 Percent in 2006 Focus on international expansion and new technologies leads to robust year-end sales growth VERL, Germany, May 16, 2007 ndash The Beckhoff Automation strategy of quotnew, open technologies for new marketsquot has led to a strong 2006 sales growth rate of 26 percent over the previous financial year. During 2006, the Verl, Germany-based company soared to new heights with worldwide turnover of 190 million euros. The basis for the ongoing success of Beckhoff Automation is continuous emphasis on new, innovative automation technology and the introduction of new products, combined with consistent expansion of the companyrsquos international distribution network. In 2006, Beckhoff Automation GmbH established five new subsidiaries in Spain, Belgium, Brazil, South Africa and Australia. quotWe were already well represented through distributors in these countries, rdquo said managing director Hans Beckhoff, quothowever, we intend to further strengthen our position in these markets by moving toward direct sales. quot The sales increases confirm the success of this strategy: Exports made up 43 percent of the total turnover for the company in 2006. quotWhile our recent growth rate has been roughly equal in Germany and in export markets, our medium - and long-term growth prospects are more global in nature, rdquo said Hans Beckhoff. Overall, Beckhoff is now represented in more than 60 countries worldwide through 18 subsidiaries, agencies or distribution partners. quotIn 2007, we will continue to intensify the expansion of our global distribution network by establishing branches in Turkey, India and Dubai, rdquo said Hans Beckhoff. The number of Beckhoff Automation employees has also grown: At the end of 2006, Beckhoff had 800 employees worldwide, an increase of 20 percent over the previous year. Hans Beckhoff is pleased with the business development over recent years: quotWith annual growth rates of 26 percent (2006), 17 percent (2005), 31 percent (2004) and 27 percent (2003), the company continues a very healthy progression. quot This is due to worldwide growth in the automation market, especially above-average development in Beckhoffs specialty areas of PC-based Control (IPCs), distributed IO, software PLCNC and Drive Technology. Further exciting new technological developments are assured from major Beckhoff announcements coming soon in the areas of Drive Technology, Safety and EtherCAT-based control technology. In July 2006, in order to strengthen the companyrsquos position as an Industrial PC technology leader, Beckhoff acquired Embedded Logic Design amp More GmbH and BeDeHa GmbH. These companies specialize in the design of motherboards and BIOS software and are based in Muumlnster, Germany. quotWe bought technology for an emerging market, thereby strengthening our own development capacities, quot said Hans Beckhoff. Hans Beckhoff is even more optimistic about the future: quotThe positive development of previous years has continued into the first quarter of 2007. Provided that the main business parameters remain stable, I am confident that the positive economic growth of the company will continuequot. Beckhoff Automation provides advanced, open automation products based upon proven technologies so that customers can implement high performance control systems faster and at a lower overall cost than traditional PLC and motion control systems. Beckhoffrsquos ldquoNew Automation Technologyrdquo product range includes PC based control, industrial PCs, automation controllers, operator interface, IO, servo drives and motors. With representation in more than 60 countries, Beckhoff is well positioned to provide global sales and service to its customers. Sales and service are handled directly, with no intermediaries involved to provide faster response and improved communications. Please send readers questions regarding ldquoBeckhoff Automation 2006 Sales Growthrdquo to: Beckhoff Automation LLC 13130 Dakota Avenue Savage, MN 55378 Phone: 952-890-0000 Fax: 952-890-2888 e-mail: beckhoff. usabeckhoff