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ルネサス エレクトロニクス株式会社 (Renesas Electronics Corporation)

FSoEを用いたEtherCATベースの多軸モータ制御

概要

説明

産業用ロボット、サーボシステム、およびFA (ファクトリオートメーション) 機器においては、同期化された多軸モータ制御、確定的な産業用イーサネット通信、およびSIL3対応の機能安全がますます求められています。 産業用機械メーカーには、リアルタイムのEtherCATネットワークとFunctional Safety over EtherCAT (FSoE) を組み合わせつつ、システムの複雑さ、認証にかかる労力、および開発期間を削減できる、拡張性の高いアーキテクチャが求められています。

このEtherCAT®ベースの多軸モータ制御システムは、産業用ロボット、コボット、サーボシステム、およびその他のファクトリオートメーションアプリケーション向けに、拡張性のある安全ネットワークを提供します。 EtherCATメインコントローラは、安全関連通信のためのFSoEに対応しており、モータ制御に使用される複数のEtherCATサブデバイスとの通信を調整します。 外部の機能安全用MPUが、安全関連の制御機能の相互監視を行います。 この分散型アーキテクチャは、安全関連制御ドメインと非安全関連制御ドメインの分離を維持しつつ、SIL3までの機能安全の実装をサポートしています。

このシステムのメリット:

  • 安全関連制御ドメインと非安全関連制御ドメインの分離を維持しつつ、分散型の安全処理が可能
  • 安全関連の産業用ネットワーク通信向けに、Functional Safety over EtherCAT (FSoE) を用いたEtherCATベースの多軸モータ制御をサポート
  • Functional Safety Platform Software (PL-SW) を使用することで、Cortex-R52コア上でSIL3対応の機能安全を実現し、冗長化されたFSoE MainInstance機能と相互監視機能を提供
  • MPU、電源管理、インタフェース、および絶縁デバイスを組み合わせた、拡張性の高いシステムレベルのリファレンスアーキテクチャを提供し、産業用安全ネットワークや多軸モータ制御システムの開発負担を軽減

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WS210_WEBEtherCAT SubDeviceFSoE Main Instance1.803Connector Arrow.96EtherPHYEtherPHYEtherPHY15VIN15VIN15VINLine Arrow3.3V3.3V3.3VInput arrowBi-directionalLine Arrow.141.8V1.8V1.8VLine Arrow.161.1V1.1V1.1VLine Arrow.180.8V0.8V0.8V5V5V5VPMICPMICPMICTri component non RenesasComponent block.631PClePClePCleConnector ArrowConnector Arrow.2712V12V12V3.3V3.3V3.3VBi-directional.31Vertical Wire Bundle222Sheet.34To Ethernet DeviceTo Ethernet DeviceTo Ethernet DeviceLine Bi-directionalLPDDR4LPDDR4LPDDR4Bi-directional.52Bi-directional.53Sheet.54MicroSDMicroSDMicroSDSD CardSheet.40Sheet.41Sheet.42Sheet.43Sheet.44Sheet.45Sheet.46Sheet.47Sheet.48Sheet.49Bi-directional.56Sheet.57USBUSBUSBUSBSheet.74Sheet.75Sheet.76Sheet.77Sheet.78Sheet.79Connector Arrow.81Connected signals arrow.82CANCANCANBi-directional.85CAN InterfaceCAN InterfaceCAN InterfaceLine Bi-directional.87RS-485 InterfaceRS-485 InterfaceRS-485 InterfaceLine Bi-directional.90Connector Arrow.95Connected signals arrow.97Connected signals arrow.98TxTxTxRxRxRxConnector Arrow.103Connector Arrow.1043.3V3.3V3.3VLine Arrow.139Ethernet PHYEthernet PHYEthernet PHY1 FSoE Main Instance: formerly Master; FSoE SubInstance: formerly Slave2 ESC: EtherCAT SubDevice Controller3 Cross-monitoring between CR52_1 in the EtherCAT Main Controller and the external Functional Safety MPU1 FSoE Main Instance: formerly Master; FSoE SubInstance: form...1 FSoE Main Instance: formerly Master; FSoE SubInstance: formerly Slave2 ESC: EtherCAT SubDevice Controller3 Cross-monitoring between CR52_1 in the EtherCAT Main Controller and the external Functional Safety MPUWS210WS210WS210Connected signals arrowLine.310Connector 1.275Connected signals arrow.2045V5V5VConnector Arrow.215RZ/T2LFunctional Safety MPUFunctional Safety MPULine Arrow.3431.1V/1.8V/3.3V1.1V/1.8V/3.3V1.1V/1.8V/3.3VConnector 1.606Line.608Connector 1.609Connector 1.610Line Arrow.572Line Arrow.298Connector 1.615Line.264Line Arrow.617Line.6181.1V/1.8V/3.3V1.1V/1.8V/3.3V1.1V/1.8V/3.3VLine Arrow.181Line Arrow.760RZ/N2H,
RZT2NEtherCAT Main ControllerEtherCAT Main ControllerConnector 2PMICPMICPMICMonitoring ICMonitoring ICMonitoring ICBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorMonitoring ICMonitoring ICMonitoring ICPhotocouplerPhotocouplerPhotocouplerPhotocouplerPhotocouplerPhotocouplerRS-485 (Tx/Rx)RS-485 (Tx/Rx)RS-485 (Tx/Rx)Sheet.801Functional Safety MPU3Functional Safety MPU3Functional Safety MPU3CR52CR52CR52RZ/T2L.805Functional Safety MPUFunctional Safety MPUSheet.820EtherCAT Main ControllerEtherCAT Main ControllerEtherCAT Main ControllerGMACGMACGMACPClePClePCleDDRSSDDRSSDDRSSSDHISDHISDHIUSBUSBUSBCANCANCANSCISCISCISCISCISCIEtherCAT SubDeviceFSoE Main Instance1EtherCAT SubDevice FSoE Main Instance1EtherCAT SubDeviceFSoE Main Instance1CR52_13CR52_13CR52_13Bi-directional.114EtherCAT Main DeviceEtherCAT Main DeviceEtherCAT Main DeviceGMACGMACGMACBi-directional.127LineSPISPISPIESC2ESC2ESC2Single componentDataDataConnector Arrow.815Connector Arrow.816EtherCATEtherCATEtherCATBi-directional.111Sheet.824EtherCAT SubDevice (FSoE SubInstance1)EtherCAT SubDevice (FSoE SubInstance1)EtherCAT SubDevice (FSoE SubInstance1)Dotted LineSheet.821Motor Control System NMotor Control System NMotor Control System NSheet.794M.795MMESC2ESC2ESC2Sheet.822Motor Control System 2Motor Control System 2Motor Control System 2Sheet.787M.788MMESC2ESC2ESC2Sheet.823Motor Control System 1Motor Control System 1Motor Control System 1Sheet.156MMMESC2ESC2ESC2Bi-directional.158Bi-directional.799Bi-directional.800
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