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解决方案案例介绍

EtherCAT设备开发的第一步 [EC-1]

 

解决方案案例介绍

EtherCAT设备开发的第一步 [EC-1]

议题关键点

  • 没有足够的时间和资源用于开发/设计
  • 对以太网了解不够
  • 需要通过一致性测试来验证所开发从站设备与其他主站设备的可连接性。

解决方案要点

  • 可用来缩短EtherCAT从站设备开发时间的解决方案。
  • 能够轻松从低速串行通信切换至EtherCAT。
  • 优化用于EtherCAT应用。最适合设计具有高连接性的从站设备。

从站设备制造商:A公司

 

通用变频器制造商:B公司

此案例详情

为在全厂范围内实现IT信息共享,人们正将以太网引入工业控制网络。仅使用以太网可简化工厂网络。此外,依靠基于以太网的高速实时控制通常会大幅提高生产率。

虽然工业以太网存在多个协议,但EtherCAT正受到越来越多的关注。EtherCAT是由德国倍福自动化公司开发的一种开放的实时以太网,可用于伺服电机等高速精确控制。由此其常被机械和半导体制造商使用。近日,多家汽车制造商也宣布采用EtherCAT技术。因此,预计EtherCAT应用将得到进一步扩展。

另一方面,RS422和RS485仍常在业界使用。尽管得到了快速发展,大部分公司对工业以太网仍知之甚少或毫无经验。这些公司面临的困难总结如下。

没有足够时间和资源用于开发/设计

在如何开发以太网应用方面经验太少

在这里,我们将展示使用我们的解决方案解决上述问题的一些示例。

案例1: 从站设备制造商的示例

问题
开发时间和资源不足

工厂和设备、设施中使用各种测量系统。因此需要优化电缆敷设和布线,以便从所有测量系统收集数据,这也是远程I/O目前越来越受青睐的原因所在。
从站设备制造商,即公司A,承担为客户开发支持EtherCAT的远程I/O的工作。

但A公司在设计基于EtherCAT的远程I/O设备方面之前并没有经验。

A公司的小型开发团队承担了多项设计任务,且只有一名专职电路设计工程师。他们显然没有时间和资源来涉足这一新领域。

最终用户进一步要求A公司比原计划提前1个月交付产品。虽然设计过程得到改善,但他们在EtherCAT支持方面毫无头绪。因为它是一个全新的领域,他们甚至不知道如何测试产品。因此,该设计的风险相当高。

解决方案
瑞萨电子提供可缩短EtherCAT从站设备开发时间的解决方案。

我们会建议使用我们的参考电路原理图和例程来节省时间和资源。瑞萨电子为开发基于EtherCAT的远程I/O提供完整解决方案。

该参考图的电路需要24V输入电源,这在实际产品中很常见,因此比较容易设计。仍需进行调整以使参考电路适合您的产品,但相较于从头开始设计,消耗的时间和资源要少得多。

开发基于EtherCAT的远程I/O

开发基于EtherCAT的远程I/O

案例2: 通用变频器制造商的示例

问题
对以太网了解不够

客户要求通用变频器制造商,即公司B,设计一个机床用系统。客户要求使用EtherCAT作为系统的唯一网络协议,这样可统一工厂设施网络,从而降低成本、提高生产效率。

公司B一直使用RS485和CAN作为其产品的通信网络,因此,对以太网知之甚少。
从头开始开发带内置EtherCAT的通用变频器非常困难,而且会消耗大量时间和资源。

解决方案
摈弃低速串行通信转而采用EtherCAT技术即可轻松化解难题

对不了解以太网的公司来说,很难快速启用以太网来支持他们的现有产品。
这种情况下,一个相对简单的解决方案是在现有系统和目标网络之间增加一个网络转换器。该解决方案提供了最佳时间和成本效率,其前提是高速实时性能并非整个系统中的一项必需要求。

通过采用瑞萨电子EC-1,一个EtherCAT专用通信LSI,可以相对较低的成本(与我们的多协议模块相比)将EtherCAT添加到现有产品中。

此外,瑞萨电子还提供了例程来支持CiA402这种标准电机驱动应用配置文件。因此,当涉及电机控制时,最终产品能够同时适应制造商的原始规格和标准化的CiA402配置文件,从而降低开发人员的操作难度。

可升级到EtherCAT系统中

可升级到EtherCAT系统中

如何顺利通过一致性测试?

在开发EtherCAT从站设备时,需要厂商执行一致性测试,以保证其设备规格符合要求。一致性测试可以通过购买和使用由德国倍福自动化提供的许可测试工具来完成。

但值得一提的是,可能会因为不了解参考设计和例程而无法通过一致性测试,导致开发时间和资源方面出现意外开销。此外,即便所开发从站设备通过了一致性测试,也可能存在无法连接到主站设备的情况。

我们的参考设计和例程已经证明能够连接多种不同的主站设备。因此,我们坚信可以轻松通过一致性测试。

集成EtherCAT通信LSI(EC-1)的
EtherCAT从控制器

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