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模块

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。

  • 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 PC Slave Device扩展

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

其他 EtherCAT 扩展

  • Distributed Clocks (DC)
  • Ethernet over EtherCAT (EoE)
  • File access over EtherCAT (FoE)
  • Servo Profile over EtherCAT (SoE)(Sercos)
  • Hotplug Capability (HC): 动态拓扑的热插拔
  • Cable Redundancy (CR): 环形拓扑的电缆断路故障安全
  • Safety over EtherCAT (FSoE): 符合 SIL3 的安全解决方案

此列表始终是我们软件的最新版本。

EtherCAT自动化协议

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100 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模块

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。