实时自动化

EtherCAT

使用 EtherCAT for Windows 实现实时自动化

EtherCAT 是用于基于 PC 的自动化的最快和最常用的工业以太网协议之一，原因是它具有以下的特点：

  • 实时自动化
  • 高效率、刷新周期短
  • 具有极快响应时间的高性能 I/O 系统
  • 灵活的拓扑结构及其组合：线型、树形、环形、星型、总线型等
  • 快速数据传输 (PDO/SDO)
  • 高效的实时以太网，非常适合机器和工厂自动化

Kithara EtherCAT Master是Kithara实时套件的一部分，可以作为一个高效的函数库来实现复杂的自动化任务。其简单的应用程序可降低开发工作量和高度的灵活性，可以通过以下实时功能实现对EtherCAT主站的功能扩展：

  • 通过精确和高频的实时定时器，实现了“硬”实时能力
  • 刷新时间低至 50 µs
  • I/O 数据处理的反应时间在微秒范围内
  • 自动检测当前的 EtherCAT 拓扑结构
  • 过程数据和服务数据的快速通信（PDO/SDO）
  • 邮箱通信以及CoE
  • 可通过多种附加协议和功能进行扩展：FoE、SoE、EoE、FSoE 等。
  • EtherCAT 自动化协议：命令级别的全厂实时网络，速度高达 100 Gbit/s
  • 支持将PC 作为 EtherCAT 从站
EtherCAT: 原理图结构

随着工业以太网系统的发展趋势，EtherCAT已成为业内速度最快、适应性最强的以太网现场总线之一。EtherCAT Master由Kithara专门开发，作为Windows的工业以太网控制解决方案，允许微秒范围内的反应时间和高达100 Mbit/s的数据传输速率，可以实现高效的I / O系统、自动检测和集成所有 EtherCAT 拓扑。此外，支持所有常用的EtherCAT功能，例如过程数据和服务数据交换（PDO/SDO），邮箱通信以及CoE（CANopen over EtherCAT）。

EtherCAT主站是作为一个开放的功能库开发的，因此可以将设备无缝集成到自动化过程中。与其他EtherCAT替代方案相比，这可以让解决方案拥有更高的性价比，使用起来更加灵活，也更具有市场竞争力。此外，EtherCAT主站可以使用所有已知的EtherCAT功能和协议进行扩展：FoE，SoE，EoE，FSoE，热插拔功能以及电缆冗余。最后，EtherCAT主站支持PCI从卡以及EtherCAT自动化协议，实现高达100 Gbit/s的完整工厂网络。

CANopen

Windows CANopen 的实时自动化

由于在Kithara RealTime Suite中支持CAN总线，并采用合适的CAN硬件， 因此CANopen也可以用于实时自动化任务。CAN主站可以进行过程数据和服 务数据的通信，自动拓扑确定以及从状态管理。此外，该主站可以集成到更高 级别的EtherCAT拓扑中。

实时自动化

模块

Kithara EtherCAT Master是Kithara实时套件的一个模块，包括以下组成部分:

EtherCAT Module

实时EtherCAT主站

  • 普通
  • 特征
  • 扩展

Kithara EtherCAT主站是内部基于优先级的抢占式 实时多任务系统。通过利用多个CPU内核的并行性，可以将多个实时任务分发给CPU内核。因此，高度可扩展的实时功能通过 专用模块可以专用CPU内核处理实时信息。

最多 64 个 EtherCAT 从站，以上需要 EtherCAT Slave Extension。

  • 独立的EtherCAT主站
  • 使用XML文件自动识别EtherCAT拓扑
  • 实时处理数据通信（循环I/O数据交换）
  • 短周期时间： 低至50微秒或更短
  • 热连接和电缆冗余
  • 支持RealTek和Intel的网络接口
  • 支持所有制造商的I/O端子，伺服变频器等（例如Beckhoff）
  • EtherCAT主站的模块化结构：基础模块+选件
  • 过程数据通信（PDO）
  • 服务数据通信（SDO）
  • 邮箱通信
  • 需要 Network Module

EtherCAT Slave Extension

使用附加 EtherCAT 从站的扩展

  • 扩展级别：最多 256
  • 无限级别（需要扩展级别）：无限制

EtherCAT PC Slave Device Extension

通过 EtherCAT PC 从站设备扩展，可以将普通 PC 用作 EtherCAT 从站。在引入 PCIe 从卡之前，只有主端能够与 EtherCAT 网络执行复杂的基于 PC 的通信。 通过 PC 从站的实施，可以更好地集中概念化、集成和调整复杂的自动化过程。

  • 具有EtherCAT主站和EtherCAT EAP的通用API
  • 过程数据和服务数据通信（PDO / SDO）
  • 文件传输(FoE)
  • 创建自定义PDO映射
  • SII（EEprom）数据可以初始化为自定义值（例如供应商ID，产品ID，修订版）

硬件

Beckhoff - EtherCAT从站设备

  • FC1100，PCI EtherCAT从站卡
  • FC1121，的PCIe EtherCAT从站卡
  • CX5000 CCAT（Beckhoff CX50xx，CX20xx，CX51xx嵌入式PC）

ESD - EtherCAT从站卡

  • ECS-PCIe 1100，PCIe EtherCAT从站卡
  • ECS-PCIe/FPGA, PCIe EtherCAT Slave Card

Distributed Clocks (DC)

分布式时钟用于所有总线设备之间基于软件的时间同步。 在初始化期间，主设备确定各个从设备的延迟并相应地设置它们的时钟。 为了进行漂移校正，通过环形拓扑定期向所有从站发送消息，以便长期精确地同步它们。

Ethernet over EtherCAT (EoE)

通过 EtherCAT 以太网，任何以太网设备都可以通过交换机端口在 EtherCAT 内连接。 标准以太网通信通过 EtherCAT 进行隧道传输，这使得主站能够在不影响过程数据通信的情况下对其进行优化。 一些从站还提供 Web 界面，例如 用于配置，可以通过 EoE 访问。

File access over EtherCAT (FoE)

通过 EtherCAT 的文件访问允许对网络设备进行简单的文件访问，并且可用于将统一的固件上传到 EtherCAT 网络中的多个设备。 该协议故意保持简单，以便也支持引导加载程序。

Servo Profile over EtherCAT (SoE)

EtherCAT 上的伺服驱动配置文件提供对 Sercos 接口的支持，可用于实现复杂的运动控制应用。 伺服驱动器的 Sercos 配置文件及其与 EtherCAT 的映射在 IEC 61800-7 中进行了标准化。

Hotplug Capability (HC)

热连接允许在操作之前或操作过程中从数据流量中删除或添加预配置的段（从站组或单个从站）。 这允许对拓扑进行灵活的调整。

Cable Redundancy (CR)

借助电缆冗余功能，即使发生意外通信中断（例如断线），也可以继续运行。 为此，过程数据通过拓扑结构中的第二个以太网端口进行冗余发送。

Safety over EtherCAT (FSoE)

经过 TÜV 认证的 Safety over EtherCAT 协议使 EtherCAT 的功能能够以安全级别 SIL 3（符合 IEC 61508）来实现。 由于 EtherCAT 用作单通道通信介质，因此安全协议不会对传输速度或循环时间造成任何限制。

 

此列表始终是我们软件的最新版本。

EtherCAT Automation Protocol

网络内所有终端之间的实时通信

  • 普通
  • 特征

EtherCAT自动化协议允许在网络内的所有终端之间进行实时通信，从而实现自动化系统领域的全新连接水平。这些终端可以是所有基于PC的控制器、机器、测试台、传送带、机器人、质量保证设施或MES（制造执行系统）。

  • 以传输速度为例，传输速度可以达到1000 Mbit/s、10 Gbit/s或200 Gbit/s,
  • 过程数据和服务数据交换（PDO/SDO），文件传输
  • 应用程序与Kithara EtherCAT主站兼容

CANopen Module

实时CANopen主站

  • 普通
  • 特征

Kithara RealTime Suite的CANopen模块包括一个基于PC的主站，用于自动化协议CANopen®。 它是基于Kithara RealTime Suite的CAN模块，并且需要能支持它的硬件。

  • 自动识别CANopen拓扑结构
  • 管理CANopen从站
  • 过程数据和服务数据的通信(PDO+SDO)
  • 邮箱通信
  • 需要 CAN Module

Kithara EtherCAT Master 的优点

EtherCAT Master作为一个函数库提供用户。可在任何时候，任何模块中进行功能扩展。开发者可以在他们的应用中，用快速的方法简单的实现EtherCAT Master。因此，像C/C++,Delphi或者C#这些编程语言可以直接被支持，而且开发者可以在他们的普通编程环境下进行开发。这样避免了像复杂的SPS系统一样的耗时的培训。由于提供了函数库，开发者可以有更灵活的选择来完善他们的应用程序。

我们的专业 支持团队 能保证提供最好的服务来使我们的软件集成在您的项目中，而且我们的开发支持还能在我们软件范围之外帮助您。

EtherCAT®与Safety over EtherCAT®是由德国倍福自动化有限公司（Beckhoff Automation GmbH）授权许可的注册商标和获得专利保护的技术。
CANopen®是CAN in Automation e. V.的一个注册商标。
GigE Vision®是Automated Imaging Association的一个注册商标。
USB3 Vision®是Automated Imaging Association的一个注册商标。