EtherCAT Master für Windows

Echtzeit Controller Stack

Programmier - Bibliothek

Intelligent Station Management

EtherCAT Station Cycles upto 250 μsec

Logical, Physical and Alias Addressing

Mailbox Interface and COE Management

Integrated EtherCAT PDI Control

EtherCAT FMMU Management

EtherCAT SYNC Management

Distributed Clock Support

Watchdog Support

EtherCAT State Management

XML, SII and Native Station Configuration

Beginner/ Expert Programming Interface

Code Assistant

Catalogue Builder

Zusätzliche Werkzeuge

Typische Anwendungen

Montage

Verpackung

Service

Messtechnik

Schweisstechnik

Video Coach

EtherCAT Master - Bibliothek für Windows

Mit dem EtherCAT Master Stack für Windows von SYBERA entfällt die Notwendigkeit einer separaten EtherCAT Controller Hardware (z.B. SPS). Die Master Steuerung wird direkt vom PC aus mit standard Ethernet Adaptern realisiert. In Kombination mit der "X - Realtime Engine" von SYBERA lässt sich dabei ein Ethernet Port zum EtherCAT Master aufrüsten. Die physikalische Anbindung erfolgt über einen handelsüblichen INTEL oder REALTEK PCI(e) Adapters. Auch ein entsprechender PCMCIA oder ExpressCard (PDF) Adapter ist möglich.

Die Basis der Programmier-Bibliothek bilden dabei der EtherCAT Master Protokoll Stack mit der "X - Realtime" Technologie. Die Software ist lauffähig unter Windows und ermöglicht die Ansteuerung von EtherCAT Geräten (z.B. Klemmen oder Antriebe der Firma Beckhoff) in Echtzeit.  Je nach PC Hardware und Applikation sind Telegramm Updatezeiten bis zu 250 μsec realisierbar.

Die neueste Version des EtherCAT Masters steuert DC synchronisiert (Distributed Clock) die Antriebe (z.B. Beckhoff, LTi, Metronix, Kollmorgen, ELMO und weitere) mit einer Sampling Rate (PDF) von 100 µsec und einer Update Periode von 1 msec (veränderbar). Zur Ansteuerung von EtherCAT Drive Controllern setzt SYBERA das Verfahren Dynamic Jitter Compensation (PDF) ein. Dabei kommt die aktive und passive Rückkopplung, sowie die Pulsweiten Modulation zum Einsatz. Die Parametrierung der DC erfolgt mit dem EtherCAT DC Konfigurator (PDF).

EtherCAT Master - Funktionalität

Neben zahlreichen erweiterten EtherCAT - Funktionen (z.B. für Distributed Clock, COE und State Management) ermöglicht das Bibliotheksystems die EtherCAT - Geräte (PDF) auch ohne eine entsprechende XML - Datei zu betreiben. Mit dem integrierten Stationsmanagement des EtherCAT - Master können die Geräte fast vollständig implizit verwaltet und betrieben werden. Auch jeder einzelne Funktionsschritt (z.B. FMMU, SYNCMAN, PDO, STATE ...) kann gezielt gesteuert werden.

Zusätzlich hat SYBERA die umfassende Test Software ECATVERIFY entwickelt. Diese Software ermöglicht dem Entwickler die EtherCAT -  Geräte auch ohne Programmierung zu testen und die Parametrierung (z.B. PDO - Mapping) durchzuführen. Der Entwickler wird hierbei interaktiv durch die einzelnen Funktionsgruppen und Zustände geführt. Alle Information werden dabei ausführlich visualisiert. Der integrierte PDO Konfigurator (PDF) erlaubt erlaubt die einfache Festlegung von PDO - Mappings. Mit dem Konfigurator wird das Hinzufügen, das Entfernen und das Verschieben von PDO - Objekten ermöglicht. In der Datei ECATDEVICE.PAR eingetragene Geräte können zur Bearbeitung der PDO - Mappings aufgelistet, oder auch gezielt gesucht werden (z.B. nach Namen). Neue PDO - Mappings (mit Index, PDO und Bitgröße) können eingegeben und der entsprechenden PDO - Mapping Liste (TX / RX) zugewiesen werden. Nach erfolgter Konfiguration wird der Eintrag in der Datei ECATDEVICE.PAR automatisch aktualisiert. Die entsprechenden Längen Angaben (für FMMU, SYNCMAN und Deskriptoren) werden automatisch angepasst.

EtherCAT Master - Technologie

Hierbei wird nicht nur das Senden und Empfangen von industrietauglichen Ethernet Protokollen nach der EtherCAT Spezifikation (vgl. EtherCAT Technology Group ETG) in Echtzeit realisiert. Die Schnittstelle ermöglicht zudem die funktionale Bearbeitung der EtherCAT Telegramme in einer separaten Echtzeit Task. Das System basiert auf 4 Echtzeit Tasks: dem Senden und Empfangen von Ethernet Frames, der Bearbeitung von Nutzdaten und der Fehlerbehandlung. über eine STATE - Machine werden die Tasks funktional synchronisiert. Eine Echtzeit - Task erkennt Frame - Fehler und Hardware Latenzen. Es wird zudem überprüft, ob zu einem gesendeten EtherCAT - Telegramm ein Antwort - Telegramm empfangen wurde (z.B. bei Timeout), ob der Working Counter des Antworttelegramms erhöht wurde und ob die Index - Felder der Sende- und Empfangs - Telegramme übereinstimmen. Mit einem Frame - Filter werden die EtherCAT Telegramme vom Ethernet Frame in Echtzeit separiert und an einen Telegramm - Stack übertragen. Der Entwickler hat die Möglichkeit, die funktionale Bearbeitung (z.B. Realtime Level2) in einer Echtzeit - Task auf System- oder auf Applikationsebene umzusetzen.

SYBERA setzt bei der EtherCAT Master Bibliothek das Verfahren der Dynamic Jitter Compensation (mit aktiver und passiver Rückkopplung) ein. Die "X - Realtime Engine" von SYBERA arbeitet mit einem sehr geringen Jitter (abhängig von der Hardware Plattform). Dabei ergibt sich system - bedingt im Sampling Betrieb ein additiver Jitter. Für die unsynchronisierte Kommunikation mit EtherCAT Geräten ist dieser in aller Regel zu vernachlässigen. Um jedoch die Ansteuerung und Synchronisierung von Drive Controllern zu realisieren, ist eine Reduzierung des additiven Jitters (sowie des dynamischen Drifts) in den EtherCAT Master (PDF) Bibliotheken zwingend erforderlich. Dabei kompensiert das Distributed Clock Management (DC) in der EtherCAT Master Bibliothek den Time Offset, den statischen und dynamischen Drift, sowie das Propagation Delay. Je nach Konfiguration des Antriebs kann auf die Parameter (z.B. Kontrollwort, Statuswort, Zielposition und aktuelle Position) direkt in Echtzeit zugegriffen werden. Für die Initialisierung des Antriebs wird die entsprechende Konfiguration in der Datei ECATDEVICE.PAR vom Master ausgewertet und in entsprechende Kommandos umgesetzt.

EtherCAT - Training

Um die Feldbus Kommunikation effizient anwenden zu können, bietet Sybera das Training "EtherCAT Entwicklung". Bei diesem Training wird das Wissen neutral und Produkt - unabhängig vermittelt. Die Schulung ermöglicht anhand von Beispielen und praktischen Übungen einen umfassenden Einblick in die EtherCAT Technologie. In dem Training werden die Grundlagen der EtherCAT Technologie (z.B. State Management, PDI, SYNC und FMMU Management, Mailbox Kommunikation, COE und PDO Assignment, Watchdog, Distributed Clock, Parametrierung und XML Dateien) ausführlich behandelt. Die Teilnehmer erhalten ausführliche Hintergrund Informationen über die EtherCAT Technologie für den täglichen Einsatz. Das vermittelte Wissen wird mit Wireshark Analysen gefestigt. Auch werden die Teilnehmer der Schulung in die Lage versetzt, EtherCAT Projekte selbständig zu konfigurieren, zu programmieren und Fehler zu analysieren. Das Training richtet sich somit an alle Entwickler und Service Techniker.

EtherCAT - Life

SYBERA bietet die einzigartige Gelegenheit, das Thema EtherCAT direkt im Echtzeit Simulator zu erleben. Der Simulator vereint sowohl digitale, als auch analoge Sensoren und Aktoren in einer komplexen Pneumatik Steuerung. Eine Fahrgastzelle wird mit Hub-, Roll-, Nick- und Drehbewegungen gesteuert. Die an die EtherCAT Steuerung angeschlossenen Geräte (z.B. Laserdistanz Sensoren, induktive Sensoren, Drucksensoren, Inkrementalgeber, Regelventile und Wegeventile) spiegeln das bekannte Umfeld der Steuerungstechnik wieder. Der Fahrgast hat die Möglichkeit, die Parameter selbst zu verändern und kann somit die Wiederholgenauigkeit und den Jitter der Steuerung beeinflussen. Der Echtzeit Simulator hilft allen Interessenten, die Feldbussysteme (z.B. EtherCAT) in der Praxis besser einschätzen zu können.